Python -- 面向对象编程类和实例访问限制

Posted 2021-02-17 limalove

面向对象编程

      Object Oriented Programming，简称OOP，是一种程序设计思想。OOP把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

      面向过程的程序设计把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为子函数，即把大块函数通过切割成小块函数来降低系统的复杂度。

      而面向对象的程序设计把计算机程序视为一组对象的集合，而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。

     在Python中，所有数据类型都可以视为对象，当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类（Class）的概念。

     面向对象的三大特点：数据封装、继承、多态。

     面向对象的设计思想是抽象出类Class，然后根据类Class创建实例Instance。

     面向对象的抽象程度又比函数要高，因为一个Class既包含数据，又包含操作数据的方法。

 

 

类Class

任何类最终都可以追溯到根类object.

定义：类是抽象的模板，而实例是根据类创建出来的一个个具体的“对象”，每个对象拥有的数据都互相独立，互不影响。

（定义的另一种理解：类是对一组有相同数据和相同操作的对象的定义，是一组对象共同属性和行为的抽象模板。）

创建类：

  （1） 关键字class

  （2） 类名：通常是大写开头的单词，如Student

  （3）（继承类）：表示该类是从哪个类继承下来的，通常，如果没有合适的继承类，就是用object类，这是所有类最终都会继承的类。

   注：当我们定义一个class的时候，实际上就定义了一种数据类型。定义的class数据类型和Python自带的数据类型没什么区别，比如str, dict, list。

创建实例：类名+（）

方法（Method）：是指在类的内部定义的用来访问实例数据的函数。

特殊方法：__init__方法

• 作用：绑定属性
• 注意：特殊方法“__init__”前后分别有两个下划线！！！

小结

和普通函数相比，在类中定义的函数，第一个参数永远是实例变量self，并且调用时，不用传递self参数，python解释器会把实例变量传递给self。

 

 

私有变量（Private）的2种形式

私有变量的作用：确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态，这样通过访问限制的保护，代码更加健壮。

   （1） 一个下划线开头，如_name

      这种形式的私有变量外部是可以访问的，但是，按照约定俗成的规定，当你看到这样的变量时，意思是：“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问。”

   （2）两个下划线开头，如__name

问题：双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢？

答：也不是，只是不能直接访问__name，是因为python解释器对外把__name变量改成了_Student__name，所以，仍然可以通过_Student__name来访问__name变量。

但是强烈建议不要这么做，因为不同版本的Python解释器可能会把__name改成不同的变量名。

>>>总的来说，Python本身没有任何机制阻止你干坏事，一切全靠自觉。

 

 

继承和多态

 继承的好处：

1，继承可以把父类的所有功能都直接拿过来，这样就不必重零做起，子类只需要新增自己特有的方法。

2，继承也可以把父类不适合的方法覆盖重写。

子类、父类：

在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

 

 

静态语言VS动态语言

     对于静态语言（如Java）来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则，将无法调用run( )方法。

    对于Python这样的动态语言来说，如果需要传入Animal类型，则不一定要传入Animal类型，我们只需要保证传入的对象有一个run( )方法就可以了。

    动态语言的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那它就可以被看做是鸭子。

       Python的 " file-like object "就是一种鸭子类型。对于真正的文件对象来说，它有一个read( )方法，返回其内容。但是，许多对象，只要有read( )方法，都可

以被看做" file-like object "，即你不一定要传入真正的文件对象，可以传入任何实现了read( )方法的对象。

>>> 动态语言的鸭子类型特点决定了继承不像静态语言那样是必须的。

 

 

获取对象信息

判断对象类型：type( )函数、isinstance( )函数

》》》总是优先使用isinstance()判断类型，可以将指定类型及其子类“一网打尽”。

isinstance( )：1，判断的是一个对象是否是该类型本身，或者位于该类型的父继承链上。2，并且还可以判断一个变量是否是某些类型中的一种（有例子）。

print(isinstance([1,2,3,4],(list,tuple)))
print(isinstance((1,2,3,4),(list,tuple)))
print(isinstance([1,2,3,4],(int,str)))

 

 type( )函数如何判断一个对象是否是函数？ 方法：使用types 模块中定义的常量。

import types
def fn():
    pass

print("是否是函数类型:",type(fn)==types.FunctionType)  #判断是否是函数类型
print("是否是绝对值类型:",type(abs)==types.BuiltinFunctionType)
print("是否是lambda匿名函数类型:",type(lambda x: x)==types.LambdaType)  #判断是否是lambda匿名函数类型
print("是否是生成器类型:",type(x for x in range(10))==types.GeneratorType)  #判断是否是生成器类型

 ********************************************************

dir( )函数

功能：可以获得一个对象的所有属性和方法，它返回一个包含字符串的list列表。

在Python中，如果你调用len( )函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len( )函数内部，它自动去调用该对象的__len__(  )方法。（这句话非常重要  好好理解）

******************************************************************

hasattr,  setattr,  getattr ：获取对象的属性或方法

对于属性，getattr返回的是属性值；对于方法，getattr返回的是方法的内存地址。

getattr(  )如果试图获取不存在的属性，会抛出AttributeError的错误；可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值。

hasattr(obj,x)   #判断对象是否有属性x
setattr(x,y,z)   #为对象x的属性y设置值z
getattr(obj,x,default)   #获取对象的某个属性值value，default可以省略

 

小结

一个正确的用法的例子如下：

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

假设我们希望从文件流fp中读取图像，我们首先要判断该fp对象是否存在read方法，如果存在，则该对象是一个流，如果不存在，则无法读取。hasattr( )就派上了用场。

请注意，在Python这类动态语言中，根据鸭子类型，有read(  )方法，不代表该fp对象就是一个文件流，它也可能是网络流或者是内存中的一个字节流，但只要read( )方法返回的是有效的图像数据，就不影响读取图像的功能。

 

 

 

实例属性和类属性

实例属性属于各个实例所有，互不干扰；

类属性属于类所有，但所有实例都可以访问。

不要对实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性，但是当你删除实例属性后，再使用相同的名称，访问到的将是类属性。