Python面向對象進階篇

• 面向對象是一種編程方式，此編程方式的實現是基於對 類 和 對象 的使用
• 類 是一個模板，模板中包裝了多個“函數”供使用（可以講多函數中公用的變量封裝到對象中）
• 對象，根據模板創建的實例（即：對象），實例用於調用被包裝在類中的函數
• 面向對象三大特性：封裝、繼承和多態

 本篇將詳細介紹Python 類的成員、成員修飾符、類的特殊成員。

類的成員

類的成員可以分爲三大類：字段、方法和屬性

注：所有成員中，只有普通字段的內容保存對象中，即：根據此類創建了多少對象，在內存中就有多少個普通字段。而其他的成員，則都是保存在類中，即：無論對象的多少，在內存中只創建一份。

一、字段

字段包括：普通字段和靜態字段，他們在定義和使用中有所區別，而最本質的區別是內存中保存的位置不同，

• 普通字段屬於對象
• 靜態字段屬於類

 

由上述代碼可以看出【普通字段需要通過對象來訪問】【靜態字段通過類訪問】，在使用上可以看出普通字段和靜態字段的歸屬是不同的。其在內容的存儲方式類似如下圖：

由上圖可是：

• 靜態字段在內存中只保存一份
• 普通字段在每個對象中都要保存一份

應用場景： 通過類創建對象時，如果每個對象都具有相同的字段，那麼就使用靜態字段

二、方法

方法包括：普通方法、靜態方法和類方法，三種方法在內存中都歸屬於類，區別在於調用方式不同。

• 普通方法：由對象調用；至少一個self參數；執行普通方法時，自動將調用該方法的對象賦值給self；
• 類方法：由類調用； 至少一個cls參數；執行類方法時，自動將調用該方法的類複製給cls；
• 靜態方法：由類調用；無默認參數；

 

相同點：對於所有的方法而言，均屬於類（非對象）中，所以，在內存中也只保存一份。

不同點：方法調用者不同、調用方法時自動傳入的參數不同。

三、屬性　　

如果你已經瞭解Python類中的方法，那麼屬性就非常簡單了，因爲Python中的屬性其實是普通方法的變種。

對於屬性，有以下三個知識點：

• 屬性的基本使用
• 屬性的兩種定義方式

1、屬性的基本使用

 

由屬性的定義和調用要注意一下幾點：

• 定義時，在普通方法的基礎上添加 @property 裝飾器；
• 定義時，屬性僅有一個self參數
• 調用時，無需括號
             方法：foo_obj.func()
             屬性：foo_obj.prop

注意：屬性存在意義是：訪問屬性時可以製造出和訪問字段完全相同的假象

        屬性由方法變種而來，如果Python中沒有屬性，方法完全可以代替其功能。

實例：對於主機列表頁面，每次請求不可能把數據庫中的所有內容都顯示到頁面上，而是通過分頁的功能局部顯示，所以在向數據庫中請求數據時就要顯示的指定獲取從第m條到第n條的所有數據（即：limit m,n），這個分頁的功能包括：

• 根據用戶請求的當前頁和總數據條數計算出 m 和 n
• 根據m 和 n 去數據庫中請求數據 

 

從上述可見，Python的屬性的功能是：屬性內部進行一系列的邏輯計算，最終將計算結果返回。

2、屬性的兩種定義方式

屬性的定義有兩種方式：

• 裝飾器 即：在方法上應用裝飾器
• 靜態字段 即：在類中定義值爲property對象的靜態字段

裝飾器方式：在類的普通方法上應用@property裝飾器

我們知道Python中的類有經典類和新式類，新式類的屬性比經典類的屬性豐富。（ 如果類繼object，那麼該類是新式類 ）
經典類，具有一種@property裝飾器（如上一步實例）

 

新式類，具有三種@property裝飾器

  

注：經典類中的屬性只有一種訪問方式，其對應被 @property 修飾的方法
      新式類中的屬性有三種訪問方式，並分別對應了三個被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修飾的方法

由於新式類中具有三種訪問方式，我們可以根據他們幾個屬性的訪問特點，分別將三個方法定義爲對同一個屬性：獲取、修改、刪除

 

靜態字段方式，創建值爲property對象的靜態字段

當使用靜態字段的方式創建屬性時，經典類和新式類無區別

 

property的構造方法中有個四個參數

• 第一個參數是方法名，調用 對象.屬性 時自動觸發執行方法
• 第二個參數是方法名，調用 對象.屬性 ＝ XXX 時自動觸發執行方法
• 第三個參數是方法名，調用 del 對象.屬性 時自動觸發執行方法
• 第四個參數是字符串，調用 對象.屬性.__doc__ ，此參數是該屬性的描述信息

 

 由於靜態字段方式創建屬性具有三種訪問方式，我們可以根據他們幾個屬性的訪問特點，分別將三個方法定義爲對同一個屬性：獲取、修改、刪除

 

 注意：Python WEB框架 Django 的視圖中 request.POST 就是使用的靜態字段的方式創建的屬性

 

所以，定義屬性共有兩種方式，分別是【裝飾器】和【靜態字段】，而【裝飾器】方式針對經典類和新式類又有所不同。

類成員的修飾符

類的所有成員在上一步驟中已經做了詳細的介紹，對於每一個類的成員而言都有兩種形式：

• 公有成員，在任何地方都能訪問
• 私有成員，只有在類的內部才能方法

私有成員和公有成員的定義不同：私有成員命名時，前兩個字符是下劃線。（特殊成員除外，例如：__init__、__call__、__dict__等）

1 2 3 4 5

class C:       def __init__(self):         self.name = '公有字段'         self.__foo = "私有字段"

私有成員和公有成員的訪問限制不同：

靜態字段

• 公有靜態字段：類可以訪問；類內部可以訪問；派生類中可以訪問
• 私有靜態字段：僅類內部可以訪問；

 

 

普通字段

• 公有普通字段：對象可以訪問；類內部可以訪問；派生類中可以訪問
• 私有普通字段：僅類內部可以訪問；

ps：如果想要強制訪問私有字段，可以通過 【對象._類名__私有字段明 】訪問（如：obj._C__foo），不建議強制訪問私有成員。

 

 

方法、屬性的訪問於上述方式相似，即：私有成員只能在類內部使用

ps：非要訪問私有屬性的話，可以通過 對象._類__屬性名

類的特殊成員

上文介紹了Python的類成員以及成員修飾符，從而瞭解到類中有字段、方法和屬性三大類成員，並且成員名前如果有兩個下劃線，則表示該成員是私有成員，私有成員只能由類內部調用。無論人或事物往往都有不按套路出牌的情況，Python的類成員也是如此，存在着一些具有特殊含義的成員，詳情如下：

1. __doc__

　　表示類的描述信息

 

2. __module__ 和  __class__ 

　　__module__ 表示當前操作的對象在那個模塊

　　__class__     表示當前操作的對象的類是什麼

 

 

3. __init__

　　構造方法，通過類創建對象時，自動觸發執行。

 

4. __del__

　　析構方法，當對象在內存中被釋放時，自動觸發執行。

注：此方法一般無須定義，因爲Python是一門高級語言，程序員在使用時無需關心內存的分配和釋放，因爲此工作都是交給Python解釋器來執行，所以，析構函數的調用是由解釋器在進行垃圾回收時自動觸發執行的。

 

5. __call__

　　對象後面加括號，觸發執行。

注：構造方法的執行是由創建對象觸發的，即：對象 = 類名() ；而對於 __call__ 方法的執行是由對象後加括號觸發的，即：對象() 或者 類()()

 

6. __dict__

　　類或對象中的所有成員

上文中我們知道：類的普通字段屬於對象；類中的靜態字段和方法等屬於類，即：

 

 7. __str__

　　如果一個類中定義了__str__方法，那麼在打印 對象 時，默認輸出該方法的返回值。

 

8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

用於索引操作，如字典。以上分別表示獲取、設置、刪除數據

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*-   class Foo(object):       def __getitem__(self, key):         print '__getitem__',key       def __setitem__(self, key, value):         print '__setitem__',key,value       def __delitem__(self, key):         print '__delitem__',key     obj = Foo()   result = obj['k1']      # 自動觸發執行 __getitem__ obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自動觸發執行 __setitem__ del obj['k1']           # 自動觸發執行 __delitem__

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

 該三個方法用於分片操作，如：列表

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*-   class Foo(object):       def __getslice__(self, i, j):         print '__getslice__',i,j       def __setslice__(self, i, j, sequence):         print '__setslice__',i,j       def __delslice__(self, i, j):         print '__delslice__',i,j   obj = Foo()   obj[-1:1]                   # 自動觸發執行 __getslice__ obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自動觸發執行 __setslice__ del obj[0:2]                # 自動觸發執行 __delslice__

10. __iter__ 

用於迭代器，之所以列表、字典、元組可以進行for循環，是因爲類型內部定義了 __iter__ 

 

 

 

以上步驟可以看出，for循環迭代的其實是  iter([11,22,33,44]) ，所以執行流程可以變更爲：

1 2 3 4 5 6 7

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*-   obj = iter([11,22,33,44])   for i in obj:     print i

 

11. __new__ 和 __metaclass__

閱讀以下代碼：

1 2 3 4 5 6

class Foo(object):       def __init__(self):         pass   obj = Foo()   # obj是通過Foo類實例化的對象

上述代碼中，obj 是通過 Foo 類實例化的對象，其實，不僅 obj 是一個對象，Foo類本身也是一個對象，因爲在Python中一切事物都是對象。

如果按照一切事物都是對象的理論：obj對象是通過執行Foo類的構造方法創建，那麼Foo類對象應該也是通過執行某個類的 構造方法 創建。

1 2	print type(obj) # 輸出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 對象由Foo類創建 print type(Foo) # 輸出：<type 'type'>              表示，Foo類對象由 type 類創建

所以，obj對象是Foo類的一個實例，Foo類對象是 type 類的一個實例，即：Foo類對象 是通過type類的構造方法創建。

那麼，創建類就可以有兩種方式：

a). 普通方式

1 2 3 4

class Foo(object):       def func(self):         print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式（type類的構造函數）

1 2 3 4 5 6 7

def func(self):     print 'hello wupeiqi'   Foo = type('Foo',(object,), {'func': func}) #type第一個參數：類名 #type第二個參數：當前類的基類 #type第三個參數：類的成員

＝＝》 類 是由 type 類實例化產生

那麼問題來了，類默認是由 type 類實例化產生，type類中如何實現的創建類？類又是如何創建對象？

答：類中有一個屬性 __metaclass__，其用來表示該類由 誰 來實例化創建，所以，我們可以爲 __metaclass__ 設置一個type類的派生類，從而查看 類 創建的過程。

 

 

以上就是面向對象進階篇的所有內容，歡迎拍磚...