面向对象----属性,约束,super深入了解

Posted 2021-03-24 douzi-m

一,面向对象----继承

1. 什么是面向对象的继承?

1. 继承是面向对象软件技术当中的一个概念.如果一个类别A继承自另一类别B,就把这个A称作B的子类别,而把B称作A的父类别,也可以说是B是A的超类.基类 继承可以使得子类具有父类的属性和方法,而不需要再次编写相同的代码,在令子类别继承父类别的同时,可以重新定义某些属性,并重写某些方法,即覆盖父类原有的属性和方法,使其获得与父类别不同的功能

   # 看一个继承的例子
   class Person:
       def __init__(self, name, sex, age):
           self.name = name
           self.sex = sex
           self.age = age
   class Cat:
       def __init__(self, name, sex, age):
           self.name = name
           self.sex = sex
           self.age = age
   class Dog:
       def __init__(self, name, sex, age):
           self.name = name
           self.sex = sex
           self.age = age
   # 是不是很麻烦,我们来看一下继承
   class Animal:
       def __init__(self, name, sex, age):
           self.name = name
           self.sex = sex
           self.age = age
   class Person(Animal):
       pass
   class Cat(Animal):
       pass
   class Dog(Animal):
       pass
   # Aminal叫做父类,基类,超类
   # Person Cat Dog: 子类,派生类

2. 继承的优点显而易见:

   1. 增加了类的耦合性(耦合性不宜多,宜精)
   2. 减少了代码的重复
   3. 使得代码更加规范化,合理化

2. 继承的分类

1. 补充一下python中类的种类

   1. python2 中存在两种类
      • 经典类: python 2.2之前一直使用的是经典类,经典类的基类的根什么都不写
      • 新式类: python 2.2之后出现了新式类,新式类的特点是基类的根是object类
   2. 在python 3版本中只有一种类:
      • python 3中使用的都是新式类,如果基类谁都不继承,那这个类会默认继承object

2. 单继承

   1. 类名,对象执行父类方法

      class Animal(object):
          type_name = '动物类'
          def __init__(self, name, sex, age):
              self.name = name
              self.sex = sex
              self.age = age
          def eat(self):
              print(self)
              print('吃东西')
      
      class Person(Animal):
          pass
      class Cat(Animal):
          pass
      class Dog(Animal):
          pass
      
      # 类名:
      print(Person.type_name) # 可以调用父类的属性,方法
      Person.eat(1)
      ------------------------------------------------
      # 对象:
      # 实例化对象
      p1 = Person('元始天尊', '男', 18)
      print(p1.__dict__)
      # 对象执行类的父类的属性,方法
      print(p1.type_name)
      p1.type_name = '666'
      print(p1.type_name)
      p1.eat()

   2. 执行顺序

      # 执行顺序
      class Animal(object):
          type_name = '动物类'
          def __init__(self, name, sex, age):
              self.name = name
              self.sex = sex
              self.age = age
          def eat(self):
              print(self)
              print('吃东西')
      
      class Person(Animal):
          def eat(self):
              print(f'{self.name}吃饭')
      class Cat(Animal):
          pass
      class Dog(Animal):
          pass
      p1 = Person('太上老君', '男', 18)
      # 实例化对象时必须执行__init__方法,类中没有,父类没有,从object类中找
      p1.eat()
      # 先要执行自己类中的eat方法,自己类没有才能执行父类中的方法

   3. 同时执行类以及 父类的方法

      # 方法一:
      # 如果想执行父类的func方法,这个方法并且子类中也有,那么就在子类的方法中写上: 父类.func(对象,其他参数)
      
      class Animal(object):
          type_name = '动物类'
          def __init__(self, name, sex, age):
              self.name = name
              self.sex = sex
              self.age = age
          def eat(self):
              print(self)
              print('吃东西')
      
      class Person(Animal):
          def __init__(self, name, sex, age, mind):
              Animal.__init__(self, name, sex, age) # 方法一
              self.mind = mind
          def eat(self):
              print(f'{self.name}吃饭')
      class Cat(Animal):
          pass
      class Dog(Animal):
          pass
      
      p1 = Person('孙悟空', '男', 18, '有思想')
      print(p1.__dict__)
      
      -------------------------------------------------
      # 方法二: 利用super,super().func(参数)
      class Animal(object):
          type_name = '动物类'
          def __init__(self, name, sex, age):
              self.name = name
              self.sex = sex
              self.age = age
          def eat(self):
              print(self)
              print('吃东西')
      
      class Person(Animal):
          def __init__(self, name, sex, age, mind):
              # super(Person, self).__init__(name, sex, age) # 方法二
              super().__init__(name, sex, age) # 方法二
              self.mind = mind
          def eat(self):
              print(f'{self.name}吃饭')
      class Cat(Animal):
          pass
      class Dog(Animal):
          pass
      p1 = Person('嫦娥', '女', 18, '有思想')
      print(p1.__dict__)
      
      super的作用:在子类中调用父类的方法,可以避免直接使用父类的名字

3. 多继承

   # 例
   class God:
       def __init__(self, name):
           self.name = name
       def fly(self):
           print('会飞')
       def climb(self):
           print('神仙也会爬树')
   class Monkey:
       def __init__(self, sex):
           self.sex = sex
       def climb(self):
           print('会爬树')
   class MonkeySun(God, Monkey): # 多继承
       pass
   sun = MonkeySun('孙悟空')
   sun.climb()
   sun.fly()

   1. 经典类的多继承

      # 虽然在python3中已经不存在经典类了,但是经典类的MRO最好还是学一下,这是树形结构遍历的一个最直接的案例,在python的继承体系中,我们可以把类与类继承关系画成一个树形结构的图
      class A:
          pass
      class B(A):
          pass
      class C(A):
          pass
      class D(B, C):
          pass
      class E:
          pass
      class F(D, E):
          pass
      class G(F, D):
          pass
      class H:
          pass
      class Foo(H, G):
          pass
      print(Foo.mro())
      # 查找原则: 在经典类中采用的时深度优先遍历方案,就是一条路走到头,然后再回来,继续找下一个

      

      

      

      1. 新式类的多继承: MRO序列

         # MRO是一个有序列表L,在类被创建时就计算出来,计算公式为:
         mro(Child(Base1，Base2)) = [ Child ] + merge( mro(Base1), mro(Base2), [ Base1, Base2] )
         # （其中Child继承自Base1, Base2）
         --------------------------------------------------------------
         # 如果继承至一个基类: class B(A)
         # 这时B的mro序列为
         mro(B) = mro( B (A) )
                = [B] + merge( mro(A) + [A] )
                = [B] + merge( [A] + [A] )
                = [B,A]
         --------------------------------------------------------------
         # 如果继承至多个基类: class B(A1,A2,A3...)
         # 这时B的mro序列
         mro(B) = mro( B(A1,A2,A3...))
                = [B] + merge( mro(A1),mro(A2),mro(A3)...,[A1,A2,A3] )
                = ...
         
         # 计算结果为列表,列表中至少有一个元素,即类自己,如上述示例[A1,A2,A3],merge操作是C3算法的核心
         --------------------------------------------------------------
         # 表头和表尾
         # 表头: 列表的第一个元素
         # 表位: 列表中表头以外的元素集合(可以为空)
         # 示例: 列表[A,B,C] 表头是A,表尾是B和C
         
         # 列表之间的+操作: [A] + [B] = [A,B]
         --------------------------------------------------------------
         # 示例: 计算merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] )
         # 1. merge不为空,取出第一个列表[E,O]的表头E,进行判断,各个列表的表尾分别是[O],[E,F,O]
         #    因为E在这些表尾的集合中,因而跳过当前列表
         # 2. 取出第二个列表[C,E,F,O]的表头C,进行判断,各个列表的表尾分别是[O],[E,F,O]
         #    因为C不在这些表尾的集合中,因而将C拿出到merge外,并将所有表头为C的删除
         #    merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] ) = [C] + merge( [E,O], [E,F,O])
         # 3. 进行下一次新的merge操作...
         

二,面向对象----封装

1. 封装:

? 把很多数据封装到?个对象中. 把固定功能的代码封装到?个代码块, 函数, 对象, 打包成模块. 这都属于封装的思想. 具体的情况具体分析.对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。

# 封装: 顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容
# 第一步: 将内容封装到某个地方
class Foo:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def detail(self):
        print(self.name)
        print(self.age)
obj1 = Foo('小红', 18)
obj2 = Foo('小花', 18)
# 内容被封装到了对象obj1和obj2中,每个对象中都有name和age属性
---------------------------------------------------------
# 第二步: 从某处调用被封装的内容
# 通过对象直接调用
print(obj1.name)
print(obj2.name)
# 通过self间接调用被封装的内容
obj1.detail()

三,面向对象----多态

1.多态,鸭子类型:

多态:同?个对象, 多种形态.python默认支持多态。

鸭子类型: 你看起来像鸭子,那么你就是鸭子

class A:
    def f1(self):
        print('in A f1')
    def f2(self):
        print('in A f2')
class B:
    def f1(self):
        print('in A f1')
    def f2(self):
        print('in A f2')
# A和B两个类完全没有耦合性,但是在某种意义上他们却统一了一个标准
# 对相同的功能设定了相同的名字,这样方便开发,这两个方法就可以互称为鸭子类型

四, 类的约束 : 对类的约束

# 公司让小明给他们的网站完善一个支付功能,小明写了两个类,如下：
# 版本一
class QQpay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')
a = Alipay()
a.pay(100)
b = QQpay()
b.pay(200)
--------------------------------------------------------
# 但是这样不统一,整改如下:
# 版本二
class QQpay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')

def pay(obj, money): # 这个函数就是统一支付规则: 归一化设计
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a, 100)
pay(b, 200)
-------------------------------------------------------
# 过了一段时间,换成了新人小周,新加一个微信支付功能
# 版本三
class QQpay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay:
    def fuqian(self, money):
        print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
    obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()  # 改变了支付方式,又不统一了
pay(a, 100)
pay(b, 200)
c.fuqian(300)
------------------------------------------------------
# 小周受惩罚,改代码:
# 版本四
class QQpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a, 100)
pay(b, 100)
pay(c, 100)
# 但是以后再换人还可能出现同样的问题
-------------------------------------------------------
# 在一些重要的逻辑,与用户数据相关等核心部分,我们要建立一种约束,避免此种错误

# 所以此时我们要用到对类的约束,对类的约束有两种:
# 1. 提取父类,然后在父类中定义好方法,在这个方法中什么都不用干,就抛出一个异常就可以了这样所有的子类必须重写这个方法,否则访问的时候就会报错
# 2. 使用元类来描述父类,在元类中给出一个抽象方法,这样子类就不得不给出抽象方法的具体实现,也可以起到约束的效果(硬性约束)
-------------------------------------------------------
# 先用第一种方式解决:
class Payment:
    def pay(self, money): # 约定俗成定义一种规范,子类要定义pay方法
        raise Exception('你没有实现pay方法')
class QQpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用QQ支付{money}元')
class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self, money):
        print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
    obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a, 100)
pay(b, 200)
pay(c, 300) # 报错: Exception: 你没有实现pay方法
# 但是可以绕过
c.fuqian(300)
-------------------------------------------------------
# 第二种方式: 引入抽象类的概念处理
from abc import ABCMeta
from abc import abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta): # 抽象类,接口类,规范和约束,metaclass指定的是一个元类
    @abstractmethod
    def pay(self, money): # 抽象方法
        pass
class QQpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用QQ支付{money}元')
class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self, money):
        print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
    obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
# 报错: TypeError: Can't instantiate abstract class Wechatpay with abstract methods pay
# 基类如上设置,子类如果没有定义pay方法,在实例化对象时就报错
pay(a, 100)
pay(b, 200)
-------------------------------------------------------
# 总结: 约束,其实就是父类对子类进行约束,子类必须要写XXX方法,在python中约束的方式和方法有两种
# 1. 使用抽象类和抽象方法,由于该方案来源是java和C#,所以使用频率还是很少的
# 2. 使用人为抛出异常的方案,并且尽量抛出的是NotImplementError.这样错误比较明确

五, super()深入了解

• super是严格按照类的继承顺序执行
• 单继承: super()肯定是执行父类的方法
• 多继承: super(S, self) 严格按照self从属于的类的MRO顺序,执行S类的下一类

class A:
    def f1(self):
        print('in A f1')
    def f2(self):
        print('in A f2')
class Foo(A):
    def f1(self):
        super().f2()
        print('in A Foo')

obj = Foo()
obj.f1()
# in A f2
# in A Foo
-----------------------------------------------------
class A:
    def f1(self):
        print('in A')
class Foo(A):
    def f1(self):
        super().f1()
        print('in Foo')
class Bar(A):
    def f1(self):
        print('in Bar')
class Info(Foo, Bar):
    def f1(self):
        super().f1()
        print('in  Info')
print(Info.mro()) # Info Foo Bar A  object
obj = Info()
obj.f1()
# in Bar
# in Foo
# in  Info
----------------------------------------------------
class A:
    def f1(self):
        print('in A')
class Foo(A):
    def f1(self):
        super().f1()
        print('in Foo')
class Bar(A):
    def f1(self):
        print('in Bar')
class Info(Foo, Bar):
    def f1(self):
        super(Foo, self).f1() # Foo的下个类
        print('in  Info')
obj = Info()
obj.f1()
# in Bar
# in  Info