python 面向对象(进阶篇)

上一篇《Python 面向对象(初级篇)》文章介绍了面向对象基本知识:

  • 面向对象是一种编程方式,此编程方式的实现是基于对  和 对象 的使用
  • 类 是一个模板,模板中包装了多个“函数”供使用(可以讲多函数中公用的变量封装到对象中)
  • 对象,根据模板创建的实例(即:对象),实例用于调用被包装在类中的函数
  • 面向对象三大特性:封装、继承和多态

本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员。

类的成员

类的成员可以分为三大类:字段、方法和属性

ptyhonoo1

注:所有成员中,只有普通字段的内容保存对象中,即:根据此类创建了多少对象,在内存中就有多少个普通字段。而其他的成员,则都是保存在类中,即:无论对象的多少,在内存中只创建一份。

一、字段

字段包括:普通字段和静态字段,他们在定义和使用中有所区别,而最本质的区别是内存中保存的位置不同,

  • 普通字段属于对象
  • 静态字段属于

字段的定义和使用

由上述代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类访问】,在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属是不同的。其在内容的存储方式类似如下图:

ptyhonoo2

由上图可是:

  • 静态字段在内存中只保存一份
  • 普通字段在每个对象中都要保存一份

应用场景: 通过类创建对象时,如果每个对象都具有相同的字段,那么就使用静态字段

二、方法

方法包括:普通方法、静态方法和类方法,三种方法在内存中都归属于类,区别在于调用方式不同。

  • 普通方法:由对象调用;至少一个self参数;执行普通方法时,自动将调用该方法的对象赋值给self
  • 类方法:由调用; 至少一个cls参数;执行类方法时,自动将调用该方法的复制给cls
  • 静态方法:由调用;无默认参数;

方法的定义和使用

ptyhonoo3

相同点:对于所有的方法而言,均属于类(非对象)中,所以,在内存中也只保存一份。

不同点:方法调用者不同、调用方法时自动传入的参数不同。

三、属性  

如果你已经了解Python类中的方法,那么属性就非常简单了,因为Python中的属性其实是普通方法的变种。

对于属性,有以下三个知识点:

  • 属性的基本使用
  • 属性的两种定义方式

1、属性的基本使用

属性的定义和使用

ptyhonoo4

由属性的定义和调用要注意一下几点:

  • 定义时,在普通方法的基础上添加 @property 装饰器;
  • 定义时,属性仅有一个self参数
  • 调用时,无需括号
    方法:foo_obj.func()
    属性:foo_obj.prop

注意:属性存在意义是:访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

属性由方法变种而来,如果Python中没有属性,方法完全可以代替其功能。

实例:对于主机列表页面,每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上,而是通过分页的功能局部显示,所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据(即:limit m,n),这个分页的功能包括:

  • 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
  • 根据m 和 n 去数据库中请求数据

从上述可见,Python的属性的功能是:属性内部进行一系列的逻辑计算,最终将计算结果返回。

2、属性的两种定义方式

属性的定义有两种方式:

  • 装饰器 即:在方法上应用装饰器
  • 静态字段 即:在类中定义值为property对象的静态字段

装饰器方式:在类的普通方法上应用@property装饰器

我们知道Python中的类有经典类和新式类,新式类的属性比经典类的属性丰富。( 如果类继object,那么该类是新式类 )
经典类,具有一种@property装饰器(如上一步实例)

新式类,具有三种@property装饰器

注:经典类中的属性只有一种访问方式,其对应被 @property 修饰的方法
新式类中的属性有三种访问方式,并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

由于新式类中具有三种访问方式,我们可以根据他们几个属性的访问特点,分别将三个方法定义为对同一个属性:获取、修改、删除

实例

静态字段方式,创建值为property对象的静态字段

当使用静态字段的方式创建属性时,经典类和新式类无区别

property的构造方法中有个四个参数

  • 第一个参数是方法名,调用 对象.属性 时自动触发执行方法
  • 第二个参数是方法名,调用 对象.属性 = XXX 时自动触发执行方法
  • 第三个参数是方法名,调用 del 对象.属性 时自动触发执行方法
  • 第四个参数是字符串,调用 对象.属性.__doc__ ,此参数是该属性的描述信息

由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式,我们可以根据他们几个属性的访问特点,分别将三个方法定义为对同一个属性:获取、修改、删除

实例

注意:Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式创建的属性

Django源码

所以,定义属性共有两种方式,分别是【装饰器】和【静态字段】,而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。

类成员的修饰符

类的所有成员在上一步骤中已经做了详细的介绍,对于每一个类的成员而言都有两种形式:

  • 公有成员,在任何地方都能访问
  • 私有成员,只有在类的内部才能方法

私有成员和公有成员的定义不同:私有成员命名时,前两个字符是下划线。(特殊成员除外,例如:__init__、__call__、__dict__等)

私有成员和公有成员的访问限制不同

静态字段

  • 公有静态字段:类可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
  • 私有静态字段:仅类内部可以访问;

公有静态字段

私有静态字段

普通字段

  • 公有普通字段:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
  • 私有普通字段:仅类内部可以访问;

ps:如果想要强制访问私有字段,可以通过 【对象._类名__私有字段明 】访问(如:obj._C__foo),不建议强制访问私有成员。

公有字段

私有字段

方法、属性的访问于上述方式相似,即:私有成员只能在类内部使用

ps:非要访问私有属性的话,可以通过 对象._类__属性名

类的特殊成员

上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符,从而了解到类中有字段、方法和属性三大类成员,并且成员名前如果有两个下划线,则表示该成员是私有成员,私有成员只能由类内部调用。无论人或事物往往都有不按套路出牌的情况,Python的类成员也是如此,存在着一些具有特殊含义的成员,详情如下:

1. __doc__

表示类的描述信息

2. __module__ 和  __class__ 

__module__ 表示当前操作的对象在那个模块

__class__     表示当前操作的对象的类是什么

lib/aa.py

index.py

3. __init__

构造方法,通过类创建对象时,自动触发执行。

4. __del__

析构方法,当对象在内存中被释放时,自动触发执行。

注:此方法一般无须定义,因为Python是一门高级语言,程序员在使用时无需关心内存的分配和释放,因为此工作都是交给Python解释器来执行,所以,析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的。

5. __call__

对象后面加括号,触发执行。

注:构造方法的执行是由创建对象触发的,即:对象 = 类名() ;而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的,即:对象() 或者 类()()

6. __dict__

类或对象中的所有成员

上文中我们知道:类的普通字段属于对象;类中的静态字段和方法等属于类,即:

ptyhonoo5

 7. __str__

如果一个类中定义了__str__方法,那么在打印 对象 时,默认输出该方法的返回值。

8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操作,如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

该三个方法用于分片操作,如:列表

10. __iter__ 

用于迭代器,之所以列表、字典、元组可以进行for循环,是因为类型内部定义了 __iter__

第一步

第二步

第三步

以上步骤可以看出,for循环迭代的其实是  iter([11,22,33,44]) ,所以执行流程可以变更为:

For循环语法内部

11. __new__ 和 __metaclass__

阅读以下代码:

上述代码中,obj 是通过 Foo 类实例化的对象,其实,不仅 obj 是一个对象,Foo类本身也是一个对象,因为在Python中一切事物都是对象

如果按照一切事物都是对象的理论:obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建,那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

所以,obj对象是Foo类的一个实例Foo类对象是 type 类的一个实例,即:Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么,创建类就可以有两种方式:

a). 普通方式

b).特殊方式(type类的构造函数)

==》 类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了,类默认是由 type 类实例化产生,type类中如何实现的创建类?类又是如何创建对象?

答:类中有一个属性 __metaclass__,其用来表示该类由 谁 来实例化创建,所以,我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类,从而查看 类 创建的过程。

ptyhonoo6

 

以上就是面向对象进阶篇的所有内容,欢迎拍砖…

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