面向对象之：三大特性：继承(已讲)，封装，多态

Posted 2022-06-17 fengqiang626

前言：

python面向对象的三大特性：继承，封装，多态。

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. 比如. 你写了?个很?B的函数. 那这个也可以被称为封装. 在?向对象思想中. 是把?些看似?关紧要的内容组合到?起统?进?存储和使?. 这就是封装.

2. 继承: ?类可以?动拥有?类中除了私有属性外的其他所有内容. 说?了, ??可以随便?爹的东?. 但是朋友们, ?定要认清楚?个事情. 必须先有爹, 后有??. 顺序不能乱, 在python中实现继承非常简单. 在声明类的时候, 在类名后?添加?个?括号,就可以完成继承关系. 那么什么情况可以使?继承呢? 单纯的从代码层?上来看. 两个类具有相同的功能或者特征的时候. 可以采?继承的形式. 提取?个?类, 这个?类中编写着两个类相同的部分. 然后两个类分别取继承这个类就可以了. 这样写的好处是我们可以避免写很多重复的功能和代码. 如果从语义中去分析的话. 会简单很多. 如果语境中出现了x是?种y. 这时, y是?种泛化的概念. x比y更加具体. 那这时x就是y的?类. 比如. 猫是?种动物. 猫继承动物. 动物能动. 猫也能动. 这时猫在创建的时候就有了动物的"动"这个属性. 再比如, ?骨精是?个妖怪. 妖怪天?就有?个比较不好的功能叫"吃?", ?骨精?出?就知道如何"吃?". 此时 ?骨精继承妖精.

3. 多态: 同?个对象, 多种形态. 这个在python中其实是很不容易说明?的. 因为我们?直在?. 只是没有具体的说. 比如. 我们创建?个变量a = 10 , 我们知道此时a是整数类型. 但是我们可以通过程序让a = "alex", 这时, a?变成了字符串类型. 这是我们都知道的. 但是, 我要告诉你的是. 这个就是多态性. 同?个变量a可以是多种形态。

1.封装

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。

所以，在使用面向对象的封装特性时，需要：

• 将内容封装到某处
• 从某处调用被封装的内容

第一步：将内容封装到某处

第二步：从某处调用被封装的内容

调用被封装的内容时，有两种情况：

• 通过对象直接调用
• 通过self间接调用

1、通过对象直接调用被封装的内容

上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式，根据保存格式可以如此调用被封装的内容：对象.属性名

class FOO:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
        
obj1 = Foo('lalala',18)
print(obj1.name) 
print(obj1.age)

obj2 = Foo('qwe',78)
print(obj2.name)
print(obj2.age)

2、通过self间接调用被封装的内容

执行类中的方法时，需要通过self间接调用被封装的内容

class FOO:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    def detail(self):
        print(self.name)
        print(self.age)
obj1 = Foo('lalala',18)
obj1.detail()

obj2 = Foo('qwe',78)
obj2.detail()

综上所述，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。

2.多态

多态，同一个对象，多种形态。python默认支持多态

# python 一个变量可以指向多种数据
# a = [1,2,3]
# a = 'qweeqrq'
'''
java:
int a = 123

def func(int x):
    print(x)
    
    
python:
def func(x):
    print(x)
'''

鸭子类型

python中有一句谚语说的好，你看起来像鸭子，那么你就是鸭子。
对于代码上的解释其实很简答：
class A:
    def f1(self):
        print('in A f1')
        
    def f2(self):
        print('in A f2')
        
class B:
    def f1(self):
        print('in B f1')
     
    def f2(self):
        print('in B f2')
           
obj1 = A()
obj1.f1()
obj1.f2()

obj2 = B()
obj2.f1()
obj2.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成为鸭子类型。

# 这样的例子比比皆是：str  tuple list 都有 index方法，这就是统一了规范。
# str bytes 等等 这就是互称为鸭子类型。

3.类的约束

?先, 你要清楚. 约束是对类的约束.

用一个例子说话：

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：

class QQpay:
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

a = Alipay()
a.pay(100)

b = QQpay()
b.pay(200)

但是上面这样写不太放方便，也不合理，老大说让他整改，统一一下付款的方式，小明开始加班整理：

class QQpay:
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

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

a = Alipay()
b = QQpay()

pay(a,100)
pay(b,200)

写了半年的接口，小明终于接了大项目了，结果公司没品位，招了一个野生的程序员春哥接替小明的工作，老大给春哥安排了任务，让他写一个微信支付的功能：

class QQpay:
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay:
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

class Wechatpay:  # 野生程序员一般不会看别人怎么写，自己才是最好，结果......
    def fuqian(self,money):
        print('使用微信支付%s元' % money)

def pay(obj,money):
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()

pay(a,100)
pay(b,200)

c = Wechatpay()
c.fuqian(300)

结果春哥，受惩罚了，限期整改，那么春哥，发奋图强，重新梳理的代码：

class Payment: 　　""" 此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。   """
    def pay(self,money):
        pass

class QQpay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self,money):
        print('使用微信支付%s元' % money)

def pay(obj,money):
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()

pay(a,100)
pay(b,200)

c = Wechatpay()
c.fuqian(300)

但是，这样还会有问题，如果再来野生程序员，他不看其他的支付方式，也不知道为什么继承的类中要定义一个没有意义的方法，所以他会是会我行我素：

class Payment: 
　　""" 此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。
   """
    def pay(self,money):
        pass

class QQpay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self,money):
        print('使用微信支付%s元' % money)

def pay(obj,money):
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()

pay(a,100)
pay(b,200)

c = Wechatpay()
c.fuqian(300)

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?类. 然后在?类中定义好?法. 在这个?法中什么都不??. 就抛?个异常就可以了. 这样所有的?类都必须重写这个?法. 否则. 访问的时候就会报错.

2. 使?元类来描述?类. 在元类中给出?个抽象?法. 这样?类就不得不给出抽象?法的具体实现. 也可以起到约束的效果.

先用第一种方式解决：

class Payment:
    """
    此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。
    """
    def pay(self,money):
        raise Exception("你没有实现pay方法")

class QQpay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付%s元' % money)

class Alipay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用阿里支付%s元' % money)

class Wechatpay(Payment):
    def fuqian(self,money):
        print('使用微信支付%s元' % money)

def pay(obj,money):
    obj.pay(money)

a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a,100)
pay(b,200)
pay(c,300)

第二种方式：引入抽象类的概念处理。

from abc import ABCMeta,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):pass  # 抽象方法

class Alipay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用支付宝支付了%s元'%money)

class QQpay(Payment):
    def pay(self,money):
        print('使用qq支付了%s元'%money)

class Wechatpay(Payment):
    # def pay(self,money):
    #     print('使用微信支付了%s元'%money)
    def recharge(self):pass

def pay(a,money):
    a.pay(money)

a = Alipay()
a.pay(100)
pay(a,100)    # 归一化设计：不管是哪一个类的对象，都调用同一个函数去完成相似的功能
q = QQpay()
q.pay(100)
pay(q,100)
w = Wechatpay()
pay(w,100)   # 到用的时候才会报错

# 抽象类和接口类做的事情 ：建立规范
# 制定一个类的metaclass是ABCMeta，
# 那么这个类就变成了一个抽象类(接口类)
# 这个类的主要功能就是建立一个规范

总结: 约束. 其实就是?类对?类进?约束. ?类必须要写xxx?法. 在python中约束的?式和?法有两种:

1. 使?抽象类和抽象?法, 由于该?案来源是java和c#. 所以使?频率还是很少的

2. 使??为抛出异常的?案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专业, ?且错误比较明确.(推荐)

4. super()深入了解

super是严格按照类的继承顺序执行！！！

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()

super可以下一个类的其他方法

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 f1')

obj = Info()
obj.f1()

'''
in Bar
in Foo
in Info f1
'''
print(Info.mro())  # [<class '__main__.Info'>, <class '__main__.Foo'>, <class '__main__.Bar'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

super()严格按照类的mro顺序执行

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()
        print('in Info f1')

obj = Info()
obj.f1()