Python之路，Day8 - 面向对象编程进阶

Posted 2020-09-04

本节内容：

• 面向对象高级语法部分
  • 经典类vs新式类　　
  • 静态方法、类方法、属性方法
  • 类的特殊方法
  • 反射
• 异常处理
• Socket开发基础
• 作业：开发一个支持多用户在线的FTP程序

面向对象高级语法部分

经典类vs新式类

把下面代码用python2 和python3都执行一下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

#_*_coding:utf-8_*_     class A:     def __init__(self):         self.n = ‘A‘   class B(A):     # def __init__(self):     #     self.n = ‘B‘     pass   class C(A):     def __init__(self):         self.n = ‘C‘   class D(B,C):     # def __init__(self):     #     self.n = ‘D‘     pass   obj = D()   print(obj.n)

classical vs new style：

• 经典类：深度优先
• 新式类：广度优先
• super()用法

 

抽象接口

 1 import abc
 2  
 3 class Alert(object):
 4     ‘‘‘报警基类‘‘‘
 5     __metaclass__ = abc.ABCMeta
 6  
 7     @abc.abstractmethod
 8     def send(self):
 9         ‘‘‘报警消息发送接口‘‘‘
10         pass
11  
12  
13  
14 class MailAlert(Alert):
15     pass
16  
17  
18 m = MailAlert()
19 m.send()

上面的代码仅在py2里有效，python3里怎么实现呢？

静态方法

通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法，什么是静态方法呢？其实不难理解，普通的方法，可以在实例化后直接调用，并且在方法里可以通过self.调用实例变量或类变量，但静态方法是不可以访问实例变量或类变量的，一个不能访问实例变量和类变量的方法，其实相当于跟类本身已经没什么关系了，它与类唯一的关联就是需要通过类名来调用这个方法

 1 class Dog(object):
 2  
 3     def __init__(self,name):
 4         self.name = name
 5  
 6     @staticmethod #把eat方法变为静态方法
 7     def eat(self):
 8         print("%s is eating" % self.name)
 9  
10  
11  
12 d = Dog("ChenRonghua")
13 d.eat()

上面的调用会出以下错误，说是eat需要一个self参数，但调用时却没有传递，没错，当eat变成静态方法后，再通过实例调用时就不会自动把实例本身当作一个参数传给self了。

1 Traceback (most recent call last):
2   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/静态方法.py", line 17, in <module>
3     d.eat()
4 TypeError: eat() missing 1 required positional argument: ‘self‘
5 </module>

想让上面的代码可以正常工作有两种办法

1. 调用时主动传递实例本身给eat方法，即d.eat(d) 

2. 在eat方法中去掉self参数，但这也意味着，在eat中不能通过self.调用实例中的其它变量了

 

class Dog(object):

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

    @staticmethod
    def eat():
        print(" is eating")



d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

类方法　　

类方法通过@classmethod装饰器实现，类方法和普通方法的区别是， 类方法只能访问类变量，不能访问实例变量

class Dog(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
 
 
 
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

执行报错如下，说Dog没有name属性，因为name是个实例变量，类方法是不能访问实例变量的

1 Traceback (most recent call last):
2   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/类方法.py", line 16, in <module>
3     d.eat()
4   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/类方法.py", line 11, in eat
5     print("%s is eating" % self.name)
6 AttributeError: type object ‘Dog‘ has no attribute ‘name‘

此时可以定义一个类变量，也叫name,看下执行效果

class Dog(object):
    name = "我是类变量"
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
 
 
 
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()
 
 
#执行结果
 
我是类变量 is eating

View Code

属性方法　　

属性方法的作用就是通过@property把一个方法变成一个静态属性

 1 class Dog(object):
 2  
 3     def __init__(self,name):
 4         self.name = name
 5  
 6     @property
 7     def eat(self):
 8         print(" %s is eating" %self.name)
 9  
10  
11 d = Dog("ChenRonghua")
12 d.eat()

调用会出以下错误， 说NoneType is not callable, 因为eat此时已经变成一个静态属性了， 不是方法了， 想调用已经不需要加()号了，直接d.eat就可以了

Traceback (most recent call last):
 ChenRonghua is eating
  File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/属性方法.py", line 16, in <module>
    d.eat()
TypeError: ‘NoneType‘ object is not callable

正常调用如下

1 d = Dog("ChenRonghua")
2 d.eat
3  
4 输出
5  ChenRonghua is eating

好吧，把一个方法变成静态属性有什么卵用呢？既然想要静态变量，那直接定义成一个静态变量不就得了么？well, 以后你会需到很多场景是不能简单通过 定义 静态属性来实现的， 比如 ，你想知道一个航班当前的状态，是到达了、延迟了、取消了、还是已经飞走了， 想知道这种状态你必须经历以下几步:

1. 连接航空公司API查询

2. 对查询结果进行解析 

3. 返回结果给你的用户

因此这个status属性的值是一系列动作后才得到的结果，所以你每次调用时，其实它都要经过一系列的动作才返回你结果，但这些动作过程不需要用户关心， 用户只需要调用这个属性就可以，明白 了么？

 1 class Flight(object):
 2     def __init__(self,name):
 3         self.flight_name = name
 4 
 5 
 6     def checking_status(self):
 7         print("checking flight %s status " % self.flight_name)
 8         return  1
 9 
10     @property
11     def flight_status(self):
12         status = self.checking_status()
13         if status == 0 :
14             print("flight got canceled...")
15         elif status == 1 :
16             print("flight is arrived...")
17         elif status == 2:
18             print("flight has departured already...")
19         else:
20             print("cannot confirm the flight status...,please check later")
21 
22 
23 f = Flight("CA980")
24 f.flight_status
25 
26 航班查询

cool , 那现在我只能查询航班状态， 既然这个flight_status已经是个属性了， 那我能否给它赋值呢？试试吧

1 f = Flight("CA980")
2 f.flight_status
3 f.flight_status =  2

输出， 说不能更改这个属性，我擦。。。。，怎么办怎么办。。。

1 checking flight CA980 status
2 flight is arrived...
3 Traceback (most recent call last):
4   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/属性方法.py", line 58, in <module>
5     f.flight_status =  2
6 AttributeError: can‘t set attribute

当然可以改， 不过需要通过@proerty.setter装饰器再装饰一下，此时 你需要写一个新方法， 对这个flight_status进行更改。

 1 class Flight(object):
 2     def __init__(self,name):
 3         self.flight_name = name
 4 
 5 
 6     def checking_status(self):
 7         print("checking flight %s status " % self.flight_name)
 8         return  1
 9 
10 
11     @property
12     def flight_status(self):
13         status = self.checking_status()
14         if status == 0 :
15             print("flight got canceled...")
16         elif status == 1 :
17             print("flight is arrived...")
18         elif status == 2:
19             print("flight has departured already...")
20         else:
21             print("cannot confirm the flight status...,please check later")
22     
23     @flight_status.setter #修改
24     def flight_status(self,status):
25         status_dic = {
26 : "canceled",
27 :"arrived",
28 : "departured"
29         }
30         print("\\033[31;1mHas changed the flight status to \\033[0m",status_dic.get(status) )
31 
32     @flight_status.deleter  #删除
33     def flight_status(self):
34         print("status got removed...")
35 
36 f = Flight("CA980")
37 f.flight_status
38 f.flight_status =  2 #触发@flight_status.setter 
39 del f.flight_status #触发@flight_status.deleter

注意以上代码里还写了一个@flight_status.deleter, 是允许可以将这个属性删除 

类的特殊成员方法

1. __doc__　　表示类的描述信息

1 2 3 4 5 6 7 8

class Foo:     """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """       def func(self):         pass   print Foo.__doc__ #输出：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

1 class C:
2 
3     def __init__(self):
4         self.name = ‘wupeiqi‘

lib/aa.py

1 from lib.aa import C
2 
3 obj = C()
4 print obj.__module__  # 输出 lib.aa，即：输出模块
5 print obj.__class__      # 输出 lib.aa.C，即：输出类

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()()

 1 class Foo:
 2  
 3     def __init__(self):
 4         pass
 5      
 6     def __call__(self, *args, **kwargs):
 7  
 8         print ‘__call__‘
 9  
10  
11 obj = Foo() # 执行 __init__
12 obj()       # 执行 __call__

6. __dict__ 查看类或对象中的所有成员 　

 1 class Province:
 2  
 3     country = ‘China‘
 4  
 5     def __init__(self, name, count):
 6         self.name = name
 7         self.count = count
 8  
 9     def func(self, *args, **kwargs):
10         print ‘func‘
11  
12 # 获取类的成员，即：静态字段、方法、
13 print Province.__dict__
14 # 输出：{‘country‘: ‘China‘, ‘__module__‘: ‘__main__‘, ‘func‘: <function func at 0x10be30f50>, ‘__init__‘: <function __init__ at 0x10be30ed8>, ‘__doc__‘: None}
15  
16 obj1 = Province(‘HeBei‘,10000)
17 print obj1.__dict__
18 # 获取 对象obj1 的成员
19 # 输出：{‘count‘: 10000, ‘name‘: ‘HeBei‘}
20  
21 obj2 = Province(‘HeNan‘, 3888)
22 print obj2.__dict__
23 # 获取 对象obj1 的成员
24 # 输出：{‘count‘: 3888, ‘name‘: ‘HeNan‘}

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。

class Foo:
 
    def __str__(self):
        return ‘alex li‘
 
 
obj = Foo()
print obj
# 输出：alex li

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

 1 class Foo(object):
 2  
 3     def __getitem__(self, key):
 4         print(‘__getitem__‘,key)
 5  
 6     def __setitem__(self, key, value):
 7         print(‘__setitem__‘,key,value)
 8  
 9     def __delitem__(self, key):
10         print(‘__delitem__‘,key)
11  
12  
13 obj = Foo()
14  
15 result = obj[‘k1‘]      # 自动触发执行 __getitem__
16 obj[‘k2‘] = ‘alex‘   # 自动触发执行 __setitem__
17 del obj[‘k1‘]   

9. __new__ \\ __metaclass__

1 class Foo(object):
2  
3  
4     def __init__(self,name):
5         self.name = name
6  
7  
8 f = Foo("alex")

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。

1 print type(f) # 输出：<class ‘__main__.Foo‘>     表示，obj 对象由Foo类创建
2 print type(Foo) # 输出：<type ‘type‘>              表示，Foo类对象由 type 类创建

所以，f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 

1 class Foo(object):
2   
3     def func(self):
4         print ‘hello alex‘

b). 特殊方式

def func(self):
    print ‘hello wupeiqi‘
  
Foo = type(‘Foo‘,(object,), {‘func‘: func})
#type第一个参数：类名
#type第二个参数：当前类的基类
#type第三个参数：类的成员

 1 def func(self):
 2     print("hello %s"%self.name)
 3 
 4 def __init__(self,name,age):
 5     self.name = name
 6     self.age = age
 7 Foo = type(‘Foo‘,(object,),{‘func‘:func,‘__init__‘:__init__})
 8 
 9 f = Foo("jack",22)
10 f.func()

So ，孩子记住，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

 1 class MyType(type):
 2     def __init__(self,*args,**kwargs):
 3 
 4         print("Mytype __init__",*args,**kwargs)
 5 
 6     def __call__(self, *args, **kwargs):
 7         print("Mytype __call__", *args, **kwargs)
 8         obj = self.__new__(self)
 9         print("obj ",obj,*args, **kwargs)
10         print(self)
11         self.__init__(obj,*args, **kwargs)
12         return obj
13 
14     def __new__(cls, *args, **kwargs):
15         print("Mytype __new__",*args,**kwargs)
16         return type.__new__(cls, *args, **kwargs)
17 
18 print(‘here...‘)
19 class Foo(object,metaclass=MyType):
20 
21 
22     def __init__(self,name):
23         self.name = name
24 
25         print("Foo __init__")
26 
27     def __new__(cls, *args, **kwargs):
28         print("Foo __new__",cls, *args, **kwargs)
29         return object.__new__(cls)
30 
31 f = Foo("Alex")
32 print("f",f)
33 print("fname",f.name)
34 
35 自定义元类

 类的生成 调用 顺序依次是 __new__ --> __init__ --> __call__

 metaclass 详解文章：http://stackoverflow.com/questions/100003/what-is-a-metaclass-in-python 得票最高那个答案写的非常好

 

反射

通过字符串映射或修改程序运行时的状态、属性、方法, 有以下4个方法

 1 def getattr(object, name, default=None): # known special case of getattr
 2     """
 3     getattr(object, name[, default]) -> value
 4     
 5     Get a named attribute from an object; getattr(x, ‘y‘) is equivalent to x.y.
 6     When a default argument is given, it is returned when the attribute doesn‘t
 7     exist; without it, an exception is raised in that case.
 8     """
 9     pass
10 
11 getattr(object, name, default=None)

getattr(object, name, default=None)

1 判断object中有没有一个name字符串对应的方法或属性

hasattr(object,name)

1 def setattr(x, y, v): # real signature unknown; restored from __doc__
2     """
3     Sets the named attribute on the given object to the specified value.
4     
5     setattr(x, ‘y‘, v) is equivalent to ``x.y = v‘‘

setattr(x, y, v)

1 def delattr(x, y): # real signature unknown; restored from __doc__
2     """
3     Deletes the named attribute from the given object.
4     
5     delattr(x, ‘y‘) is equivalent to ``del x.y‘‘
6     """

delattr(x, y)

 1 class Foo(object):
 2  
 3     def __init__(self):
 4         self.name = ‘wupeiqi‘
 5  
 6     def func(self):
 7         return ‘func‘
 8  
 9 obj = Foo()
10  
11 # #### 检查是否含有成员 ####
12 hasattr(obj, ‘name‘)
13 hasattr(obj, ‘func‘)
14  
15 # #### 获取成员 ####
16 getattr(obj, ‘name‘)
17 getattr(obj, ‘func‘)
18  
19 # #### 设置成员 ####
20 setattr(obj, ‘age‘, 18)
21 setattr(obj, ‘show‘, lambda num: num + 1)
22  
23 # #### 删除成员 ####
24 delattr(obj, ‘name‘)
25 delattr(obj, ‘func‘)
26 
27 反射代码示例

反射代码示例

动态导入模块

1 import importlib
2  
3 __import__(‘import_lib.metaclass‘) #这是解释器自己内部用的
4 #importlib.import_module(‘import_lib.metaclass‘) #与上面这句效果一样，官方建议用这个

异常处理 

参考 http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5017742.html   

 

 

Socket 编程

参考：http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html

 

 

作业：开发一个支持多用户在线的FTP程序

要求：

1. 用户加密认证
2. 允许同时多用户登录
3. 每个用户有自己的家目录 ，且只能访问自己的家目录
4. 对用户进行磁盘配额，每个用户的可用空间不同
5. 允许用户在ftp server上随意切换目录
6. 允许用户查看当前目录下文件
7. 允许上传和下载文件，保证文件一致性
8. 文件传输过程中显示进度条
9. 附加功能：支持文件的断点续传