Python學(xué)習(xí)筆記08-面向?qū)ο缶幊?/h2>

熟悉面向?qū)ο缶幊蹋∣bject Oriented Programming)的同學(xué)都知道類是OOP中必不可少的元素,下面我們來了解下Python中是如何定義和運(yùn)用類的呢,如下:

class Student(object):

    def __init__(self,name,score):
        self.name = name
        self.score = score

    def print_score(self):
        print('%s:%s' % (self.name,self,score))


bart = Student('Bart Simpson' , 59)
lisa = Student('Lisa Simpson' , 87)
bart.print_score()
lisa.print_score()

封裝、繼承多態(tài)是面向?qū)ο蟮娜筇匦浴?/p>

實(shí)例

類(Class)實(shí)例(Instance)是面向?qū)ο蟮闹匾拍睿?code>類是抽象的模板,比如Student類,而實(shí)列是根據(jù)類創(chuàng)建出來的一個(gè)個(gè)具體的對象,每個(gè)對象有相同的方法但各自的數(shù)據(jù)可能不同。

class Student(object):
    pass

class后面緊接著的是類名,類名通常是首字母大寫,緊接著是(object),表示該類從哪個(gè)類繼承而來,如果沒有合適的繼承則使用object類。
在實(shí)例化后,依然可以綁定新的屬性,這點(diǎn)與C++等靜態(tài)語言不同,如下:

>>>bart = Student()
>>>bart.age = 17

類起到的是模板作用,所以定義模板(類)時(shí),我們在模板中通過__init__()定義一些必須的屬性。
__init__方法的第一個(gè)參數(shù)是self,表示實(shí)例本身,通過向self綁定屬性來實(shí)現(xiàn)向實(shí)例綁定屬性。
有了__init__方法,在創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候,就不能傳入空的參數(shù)了,必須傳入與__init__方法匹配的參數(shù),但self不需要傳,Python解釋器自己會把實(shí)例變量傳進(jìn)去。
和普通的函數(shù)相比,在中定義的函數(shù)只有一點(diǎn)不同,就是第一個(gè)參數(shù)永遠(yuǎn)是實(shí)例變量self,并且,調(diào)用時(shí),不用傳遞該參數(shù)。除此之外,類的方法和普通函數(shù)沒有什么區(qū)別,所以,你仍然可以用默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)命名關(guān)鍵字參數(shù)。

訪問控制

在python中以兩個(gè)下劃線__開頭的屬性或方法為私用的(private)。需要注意的是,在Python中,變量名類似__xxx__的,也就是以雙下劃線開頭,并且以雙下劃線結(jié)尾的,是特殊變量,特殊變量是可以直接訪問的,不是private變量,所以,不能用__name__、__score__這樣的變量名。
單下劃線的屬性外部可以訪問,但是約定俗成的規(guī)定是,可以把他當(dāng)作是私有變量,不要隨意訪問
其實(shí)雙下劃線__變量也可以被訪問,Python解釋器對外把__name變量改成了_Student__name。
最后注意下這種錯(cuò)誤寫法:

>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.get_name()
'Bart Simpson'
>>> bart.__name = 'New Name' # 設(shè)置__name變量!
>>> bart.__name
'New Name'

表面上看,外部代碼“成功”地設(shè)置了__name變量,但實(shí)際上這個(gè)__name變量和class內(nèi)部的__name變量不是一個(gè)變量!內(nèi)部的__name變量已經(jīng)被Python解釋器自動(dòng)改成了_Student__name,而外部代碼給bart新增了一個(gè)__name變量。

繼承和多態(tài)

Python的繼承和多態(tài)與其他面向?qū)ο缶幊陶Z言沒大區(qū)別,此處不再贅述,詳細(xì)了解可見廖雪峰官方網(wǎng)站。
下面記錄下Python自有的語言特性:
當(dāng)我們定義一個(gè)class的時(shí)候,我們實(shí)際上就定義了一種數(shù)據(jù)類型。我們定義的數(shù)據(jù)類型和Python自帶的數(shù)據(jù)類型,比如strlist、dict沒什么兩樣:

a = list() # a是list類型
b = Animal() # b是Animal類型
c = Dog() # c是Dog類型

判斷一個(gè)變量是否是某個(gè)類型可以用isinstance()判斷:

>>> isinstance(a, list)
True
>>> isinstance(b, Animal)
True
>>> isinstance(c, Dog)
True
>>> isinstance(c, Animal)#此時(shí)也會返回True
True 

獲取對象信息

使用type()函數(shù)判斷對象類型:

>>> type(123)
<class 'int'>
>>> type('str')
<class 'str'>
>>> type(None)
<type(None) 'NoneType'>
#如果一個(gè)變量指向函數(shù)或者類,也可以用type()判斷:
>>> type(abs)
<class 'builtin_function_or_method'>
>>> type(a)
<class '__main__.Animal'>

type()返回的是對應(yīng)的Class類型,如果我們要在if語句中判斷,就需要比較兩個(gè)變量的type類型是否相同:

>>> type(123)==type(456)
True
>>> type(123)==int
True
>>> type('abc')==type('123')
True
>>> type('abc')==str
True
>>> type('abc')==type(123)
False

也可以判斷具體的類型:

>>> import types
>>> def fn():
...     pass
...
>>> type(fn)==types.FunctionType
True
>>> type(abs)==types.BuiltinFunctionType
True
>>> type(lambda x: x)==types.LambdaType
True
>>> type((x for x in range(10)))==types.GeneratorType
True

isinstance可以判斷一個(gè)變量是否是某些類型中的一種,比如下面的代碼就可以判斷是否是list或者tuple

>>> isinstance([1, 2, 3], (list, tuple))
True
>>> isinstance((1, 2, 3), (list, tuple))
True

dir()方法

dir()函數(shù)可以獲取一個(gè)對象的所有屬性和方法,它返回的是一個(gè)包含字符串的list,比如:

>>> dir('ABC')
['__add__', '__class__',..., '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold',..., 'zfill']

類似__xxx__的屬性和方法在Python中都是有特殊用途的,比如__len__方法返回長度。在Python中,如果你調(diào)用len()函數(shù)試圖獲取一個(gè)對象的長度,實(shí)際上,在len()函數(shù)內(nèi)部,它自動(dòng)去調(diào)用該對象的__len__()方法,所以,下面的代碼是等價(jià)的:

>>> len('ABC')
3
>>> 'ABC'.__len__()
3

我們自己寫的類,如果也想用len(myObj)的話,就自己寫一個(gè)__len__()方法:

>>> class MyDog(object):
...     def __len__(self):
...         return 100
...
>>> dog = MyDog()
>>> len(dog)
100

剩下的都是普通屬性或方法,比如lower()返回小寫的字符串:

>>> 'ABC'.lower()
'abc'

僅僅把屬性和方法列出來是不夠的,配合getattr()、setattr()以及hasattr(),我們可以直接操作一個(gè)對象的狀態(tài):

>>> class MyObject(object):
...     def __init__(self):
...         self.x = 9
...     def power(self):
...         return self.x * self.x
...
>>> obj = MyObject()
>>> hasattr(obj, 'x') # 有屬性'x'嗎?
True
>>> obj.x
9
>>> hasattr(obj, 'y') # 有屬性'y'嗎?
False
>>> setattr(obj, 'y', 19) # 設(shè)置一個(gè)屬性'y'
>>> hasattr(obj, 'y') # 有屬性'y'嗎?
True
>>> getattr(obj, 'y') # 獲取屬性'y'
19
>>> obj.y # 獲取屬性'y'
19

如果試圖獲取不存在的屬性,會拋出AttributeError的錯(cuò)誤:

>>> getattr(obj, 'z') # 獲取屬性'z'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'MyObject' object has no attribute 'z'

可以傳入一個(gè)default參數(shù),如果屬性不存在,就返回默認(rèn)值:

>>> getattr(obj, 'z', 404) # 獲取屬性'z',如果不存在,返回默認(rèn)值404
404

也可以獲得對象的方法:

>>> hasattr(obj, 'power') # 有屬性'power'嗎?
True
>>> getattr(obj, 'power') # 獲取屬性'power'
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn = getattr(obj, 'power') # 獲取屬性'power'并賦值到變量fn
>>> fn # fn指向obj.power
<bound method MyObject.power of <__main__.MyObject object at 0x10077a6a0>>
>>> fn() # 調(diào)用fn()與調(diào)用obj.power()是一樣的
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一個(gè)hasattr()函數(shù)用法的例子:

def readImage(fp):
    if hasattr(fp, 'read'):
        return readData(fp)
    return None

假設(shè)我們希望從文件流fp中讀取圖像,我們首先要判斷該fp對象是否存在read方法,如果存在,則該對象是一個(gè)流,如果不存在,則無法讀取。hasattr()就派上了用場。
請注意,在Python這類動(dòng)態(tài)語言中,有read()方法,不代表該fp對象就是一個(gè)文件流,它也可能是網(wǎng)絡(luò)流,也可能是內(nèi)存中的一個(gè)字節(jié)流,但只要read()方法返回的是有效的圖像數(shù)據(jù),就不影響讀取圖像的功能。

實(shí)例屬性和類屬性

由于Python是動(dòng)態(tài)語言,根據(jù)類創(chuàng)建的實(shí)例可以任意綁定屬性。
給實(shí)例綁定屬性的方法是通過實(shí)例變量,或者通過self變量:

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

s = Student('Bob')
s.score = 90

也可以直接在class中定義屬性,這種屬性是類屬性,歸Student類所有:

class Student(object):
    name = 'Student'

詳見下面的例子:

>>> class Student(object):
...     name = 'Student'
...
>>> s = Student() # 創(chuàng)建實(shí)例s
>>> print(s.name) # 打印name屬性,因?yàn)閷?shí)例并沒有name屬性,所以會繼續(xù)查找class的name屬性
Student
>>> print(Student.name) # 打印類的name屬性
Student
>>> s.name = 'Michael' # 給實(shí)例綁定name屬性
>>> print(s.name) # 由于實(shí)例屬性優(yōu)先級比類屬性高,因此,它會屏蔽掉類的name屬性
Michael
>>> print(Student.name) # 但是類屬性并未消失,用Student.name仍然可以訪問
Student
>>> del s.name # 如果刪除實(shí)例的name屬性
>>> print(s.name) # 再次調(diào)用s.name,由于實(shí)例的name屬性沒有找到,類的name屬性就顯示出來了
Student

實(shí)例屬性屬于各個(gè)實(shí)例所有,互不干擾;類屬性屬于所有,所有實(shí)例共享一個(gè)屬性;

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