一 面向对象基本理论

 

 

面向过程:核心是过程,过程就是解决问题的步骤,即先干什么,再干什么

基于面向过程设计程序,就好比在设计一条流水线,是一种机械思维方法

  优点:复杂的问题简单化

  缺点:可扩展性差(牵一发而动全身)

  应用场景:扩展性低的场合,如linux内核,httpd,git

 

面向对象:核心是对象,要理解对象应该把自己当成上帝,在上帝眼中一切存在的事物都是对象,不存在也可以创建出来

  优点:可扩展性强

  缺点:无法像面向过程一样准确地知道什么阶段发生什么事,会有什么结果

  应用场景:与用户交互多的,公司内部的软件,游戏,互联网软件

 

特征与技能的结合体就是一个对象,一系列对象共有的特征(变量的定义)与技能(函数的定义)的结合体就是类

在Python中,用变量表示特征,用函数表示技能,因而类是变量与函数的结合体,对象是变量与方法(指向类的函数)的结合体

 

类的定义:类是一系列对象共有的特征(变量的定义)与技能(函数的定义)的结合体

PS:在Python3中统一了类型与类的概念

定义类语法:

class 类名:

    '''注释'''

    类体(可以是任意代码,在定义阶段就执行,产生了作用域的概念)

 

类的使用

1.  属性的引用,定义类会执行,生成名称空间

  - 数据属性:Chinese.country

  - 函数属性:Chinese.talk('123')  # 需要几个参数,就得传几个参数,如self 

2.  实例化,类是抽象的,实例化后变为对象

  - p = Chinese()

 

对象的使用:只有一种,就是属性引用

  - p.country

  - p.talk()   # 会把p当为一个参数传入talk(self)

 

对象可以有自己的特征值

  def __init__(self, name, age, sex):

    self.name = name

    self.age = age

    self.sex = sex

 

类实例化本质

p1 = Chinese('Linda', 18, 'female')    # Chinese.__init__(p1, 'Linda', 18, 'female')

self=p1, p1.name=name, p1.age=age, p1.sex=sex 

 

类名称空间

  - print(Chinese.__dict__)   # 属性字典

对象名称空间

  - print(p1.__dict__)  # 属性字典

print(p1.name)  # 等价于 p1.__dict__['name'],本质以变量名的字符串作为key,去调用__dict__,取得值
print(p1.__dict__['name'])

对象使用属性时,先在自己对象的名称空间,再找所属类的名称空间

小结:

1.  类具有数据属性和函数属性,而对象只有数据属性;但是对象可以调用类的方法

  - Chinese.talk(123)  # 类调用时,和普通方法一样,需几个参数,就传几个参数

  - p1.talk()   # 绑定方法,绑定的含义就是p1默认作为一个参数传入,Chinese.talk(p1)

                          谁来用,就是谁的效果,p1.talk()就是p1的效果,self,__main__.Chinese object

2.  定义在类内部的变量,是所有对象共有的,id全一样

3.  定义在类内部的函数,是绑定到所有对象的,是给对象来用,obj.func()会把obj本身当做一个参数

 

二  封装、继承、多态

 

 

什么是继承

继承是一种创建新类的方式,新建的类可以继承一个或多个父类,父类又可称为基类或超类,新建的类称为派生类或子类

class ParentClass(object):

    pass

class SubClass(ParentClass):

    pass

print(SubClass.__bases__)

 

抽象即抽取类似或者说比较像的部分

抽象分成两个层次:

1.  将奥巴马和梅西这俩抽象比较像的部分抽取成类;

2.  将人、猪、狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别(可以隔离关注点,降低复杂度)

 

继承:是基于抽象的结果,通过编程语言去实现它,肯定先经历抽象这个过程,

才能通过继承的方式去表达抽象的结构。

继承的好处一:减少冗余代码

class People(Animal):

    def __init__(self, name, age, sex, education):

        Animal.__init__(self, name, age, sex)

        self.education = education  

在子类定义新的属性,覆盖掉父类的属性,称为覆盖,override

s.bar(), 顺序:对象自己的__dict__,类的__dict__,父类的__dict__,....

 

继承反映的是 一种什么是什么的关系

组合反映的是 一种什么有什么的关系

 

继承的实现原理  - Python3  

'''
E   D
A   B   C
    F
Python3 广度优先:F - A - E - B - D - C
'''

在子类调用父类的方法

super(自己类名, self).__init__()  # 父类的__init__()

使用super()调用的所有属性,都是从MRO列表当前的位置往后找。

 

多态

  同一种事物的多种形态,指的是父类

  people_obj1.talk()
  pig_obj1.talk()
  dog_obj1.talk()
  
     def func(obj):
    obj.talk()

好处:同一种调用方式,传入不同的对象,实现不同功能

 

封装不是单纯的隐藏

封装数据的主要原因:保护隐私

封装方法的主要原因:隔离复杂度

 

封装其实分为两个层面,但无论那种层面的封装,都要对外界提供访问你内部隐藏内容的接口

第一层面的封装(什么都不用做):创建类和对象分别创建二者的名称空间,我们只能用类名.或者obj.的方式访问里面的名字,这本身就是一种封装

第二个层面的封装:类中把某些属性和方法隐藏起来(或者说定义成私有的),只能在类的内部使用、外部无法访问,或者留下少量(函数)供外部访问

在Python中用双下划线的方式实现隐藏属性(设置成私有的)

 

语法层面,定义__x时,自动变为_People__x,这种自动变形的特点:

1.  类中定义的__x只能在内部使用,如self.__x,引用的是变形后的结果

2.  这种变形其实是针对外部的变形,在外部是无法通过__x这个名字访问到的

3.  在子类定义的__x不会覆盖父类定义的__x

 

property 作为类函数的装饰器,把类的函数属性,变为数据属性

class Foo(object):
    @property
    def test(self):
        print('from Foo.test')

obj = Foo()
obj.test

也是一种封装,当test为名词时,更适合作为属性,而不是方法

被@property装饰的函数,是不能直接赋值的,得通过@test.setter定义单独函数来设置

class People(object):
    def __init__(self, name):
        self.__name =name

    @property
    def name(self):
        return self.__name

    @name.setter
    def name(self,value):
        self.__name = value

    @name.deleter
    def name(self):
        del self.__name


p1 = People('Linda')
print(p1.name)

p1.name = 'Alex' 
print(p1.name)

del p1.name
print(p1.name)   # 报错

 

绑定方法与非绑定方法 

在类内部定义的,只要没有装饰器,就是绑定到对象的方法,给对象用的,对象默认作为第一个参数传入

在类内部定义的,有@classmethod装饰器,是绑定到类的方法,给类用的,类默认作为第一个参数传入

class Foo(object):
    @classmethod
    def test(cls):
        print(cls)

f = Foo()
Foo.test()  # 类作为第一个参数传进去,结果为:<class '__main__.Foo'>
f.test()    # 即使是对象调用,也是把所属类传进去,结果为:<class '__main__.Foo'>

在类的定义定义的,有@staticmethod装饰器,就不是绑定方法了,不存在默认传值的问题,定义几个参数,就传几个参数即可

class Foo(object):
    @staticmethod
    def test():
        print('from Foo.test')

Foo.test()  # from Foo.test
f = Foo()
f.test()    # from Foo.test

分析小结:

class Foo(object):
    def test1(self):
        pass

    @classmethod
    def test2(cls):
        pass

    @staticmethod
    def test3():
        pass

f = Foo()
print(f.test1)    # <bound method Foo.test1 of <__main__.Foo object at 0x000000D539EB55F8>>
print(Foo.test2)  # <bound method Foo.test2 of <class '__main__.Foo'>>
print(f.test3)    # <function Foo.test3 at 0x000000D539EA6D08>
print(Foo.test3)  # <function Foo.test3 at 0x000000D539EA6D08>

 小例子:

import settings
import hashlib
import time

class MySQL(object):
    def __init__(self, host, port):
        self.id = self.create_id()  # create_id()具有生成唯一id的功能,普通工具包而已
        self.host = host
        self.port = port
        print('connecting...')

    @classmethod
    def from_conf(cls):
        return cls(settings.HOST, settings.PORT)  # MySQL('127.0.0.1', 3306),cls功能:实例化,得到对象

    @staticmethod    # 非绑定方法,普通工具包,不需传入self或者cls
    def create_id():
        m = hashlib.md5(str(time.clock()).encode('utf-8'))
        return m.hexdigest()

    def select(self):
        print('select...')

conn1 = MySQL('192.168.0.1', 3306)  # 第一种初始化,用户输入
conn2 = MySQL.from_conf()           # 第二种初始化,从配置文件读取

 

面向对象高级部分

 

 

1.  isinstance(obj, cls)与issubclass(sub, super)

isinstance(obj, cls)检查obj是否是类cls的对象

issubclass(sub, super)检查sub是否是类super的子类

2.  反射

反射主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力(自省)

Python面向对象的反射:通过字符串的形式操作对象相关属性。Python中一切事物都是对象(都可以使用发射)

四个可以实现自省的函数,下列方法适用于类和对象

# 判断object中有没有一个name字符串对应的方法或属性
hasattr(object,name)

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