python面向对象进阶篇

Posted 2020-08-04 叶珍力

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

class Dog(object):
 
    def __init__(self,name):
        self.name = name
 
    @staticmethod #把eat方法变为静态方法
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
 
 
 
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

#输出
TypeError: eat() missing 1 required positional argument: \'self\'

说明：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。

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()

#输出
AttributeError: type object \'Dog\' has no attribute \'name\'

说明：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

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

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

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

# 输出
TypeError: \'NoneType\' object is not callable

说明：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　　

正常调用如下

d = Dog("ChenRonghua")
d.eat
 
输出
 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

View Code

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

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

# 输出
    f.flight_status =  2
AttributeError: can\'t set attribute

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             0 : "canceled",
27             1 :"arrived",
28             2 : "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 

View Code

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 

 

类的成员

类的成员可以分为三大类：字段、方法和属性

注：所有成员中，只有普通字段的内容保存对象中，即：根据此类创建了多少对象，在内存中就有多少个普通字段。而其他的成员，则都是保存在类中，即：无论对象的多少，在内存中只创建一份。

一、字段

字段包括：普通字段和静态字段，他们在定义和使用中有所区别，而最本质的区别是内存中保存的位置不同，

• 普通字段属于对象
• 静态字段属于类

class Province:

    # 静态字段
    country ＝ \'中国\'

    def __init__(self, name):

        # 普通字段
        self.name = name


# 直接访问普通字段
obj = Province(\'河北省\')
print obj.name

# 直接访问静态字段
Province.country

由上述代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类访问】，在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属是不同的。其在内容的存储方式类似如下图：

由上图可是：

• 静态字段在内存中只保存一份
• 普通字段在每个对象中都要保存一份

应用场景： 通过类创建对象时，如果每个对象都具有相同的字段，那么就使用静态字段

二、方法

方法包括：普通方法、静态方法和类方法，三种方法在内存中都归属于类，区别在于调用方式不同。

• 普通方法：由对象调用；至少一个self参数；执行普通方法时，自动将调用该方法的对象赋值给self；
• 类方法：由类调用； 至少一个cls参数；执行类方法时，自动将调用该方法的类复制给cls；
• 静态方法：由类调用；无默认参数；

class Foo:

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

    def ord_func(self):
        """ 定义普通方法，至少有一个self参数 """

        # print self.name
        print \'普通方法\'

    @classmethod
    def class_func(cls):
        """ 定义类方法，至少有一个cls参数 """

        print \'类方法\'

    @staticmethod
    def static_func():
        """ 定义静态方法 ，无默认参数"""

        print \'静态方法\'


# 调用普通方法
f = Foo()
f.ord_func()

# 调用类方法
Foo.class_func()

# 调用静态方法
Foo.static_func()

 

相同点：对于所有的方法而言，均属于类（非对象）中，所以，在内存中也只保存一份。

不同点：方法调用者不同、调用方法时自动传入的参数不同。

 

三、属性　　

如果你已经了解Python类中的方法，那么属性就非常简单了，因为Python中的属性其实是普通方法的变种。

对于属性，有以下三个知识点：

• 属性的基本使用
• 属性的两种定义方式

1、属性的基本使用

 1 # ############### 定义 ###############
 2 class Foo:
 3 
 4     def func(self):
 5         pass
 6 
 7     # 定义属性
 8     @property
 9     def prop(self):
10         pass
11 # ############### 调用 ###############
12 foo_obj = Foo()
13 
14 foo_obj.func()
15 foo_obj.prop   #调用属性

属性的定义和使用

由属性的定义和调用要注意一下几点：

• 定义时，在普通方法的基础上添加 @property 装饰器；
• 定义时，属性仅有一个self参数
• 调用时，无需括号
             方法：foo_obj.func()
             属性：foo_obj.prop

注意：属性存在意义是：访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

        属性由方法变种而来，如果Python中没有属性，方法完全可以代替其功能。

实例：对于主机列表页面，每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上，而是通过分页的功能局部显示，所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据（即：limit m,n），这个分页的功能包括：

• 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
• 根据m 和 n 去数据库中请求数据 

# ############### 定义 ###############
class Pager:
    
    def __init__(self, current_page):
        # 用户当前请求的页码（第一页、第二页...）
        self.current_page = current_page
        # 每页默认显示10条数据
        self.per_items = 10 


    @property
    def start(self):
        val = (self.current_page - 1) * self.per_items
        return val

    @property
    def end(self):
        val = self.current_page * self.per_items
        return val

# ############### 调用 ###############

p = Pager(1)
p.start 就是起始值，即：m
p.end   就是结束值，即：n

View Code

从上述可见，Python的属性的功能是：属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回。

2、属性的两种定义方式

属性的定义有两种方式：

• 装饰器 即：在方法上应用装饰器
• 静态字段 即：在类中定义值为property对象的静态字段

装饰器方式：在类的普通方法上应用@property装饰器

我们知道Python中的类有经典类和新式类，新式类的属性比经典类的属性丰富。（ 如果类继object，那么该类是新式类 ）
经典类，具有一种@property装饰器（如上一步实例）--> 深度优先

# ############### 定义 ###############    
class Goods:

    @property
    def price(self):
        return "wupeiqi"
# ############### 调用 ###############
obj = Goods()
result = obj.price  # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值

View Code

新式类，具有三种@property装饰器　　--> 广度优先

# ############### 定义 ###############
class Goods(object):

    @property
    def price(self):
        print \'@property\'

    @price.setter
    def price(self, value):
        print \'@price.setter\'

    @price.deleter
    def price(self):
        print \'@price.deleter\'

# ############### 调用 ###############
obj = Goods()

obj.price          # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值

obj.price = 123    # 自动执行 @price.setter 修饰的 price 方法，并将  123 赋值给方法的参数

del obj.price      # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

View Code

注：经典类中的属性只有一种访问方式，其对应被 @property 修饰的方法
      新式类中的属性有三种访问方式，并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

　　新式类两种定义方式：1) class BB(object);　2)在类的前面写上这么一句：__metaclass__ == type，然后定义类的时候，就不需要在名字后面写(object)了。　

class BB(object):
    pass

1 __metaclass__ = type
2 class CC:
3     pass

第二种定义方式

由于新式类中具有三种访问方式，我们可以根据他们几个属性的访问特点，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

class Goods(object):

    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value

    @price.deltter
    def price(self, value):
        del self.original_price

obj = Goods()
obj.price         # 获取商品价格
obj.price = 200   # 修改商品原价
del obj.price     # 删除商品原价

实例

所以，定义属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【静态字段】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。

类成员的修饰符

类的所有成员在上一步骤中已经做了详细的介绍，对于每一个类的成员而言都有两种形式：

• 公有成员，在任何地方都能访问
• 私有成员，只有在类的内部才能方法

私有成员和公有成员的定义不同：私有成员命名时，前两个字符是下划线。（特殊成员除外，例如：__init__、__call__、__dict__等）

class C:
 
    def __init__(self):
        self.name = \'公有字段\'
        self.__foo = "私有字段"

私有成员和公有成员的访问限制不同：

静态字段

• 公有静态字段：类可以访问；类内部可以访问；派生类中可以访问
• 私有静态字段：仅类内部可以访问；

class C:

    name = "公有静态字段"

    def func(self):
        print C.name

class D(C):

    def show(self):
        print C.name


C.name         # 类访问

obj = C()
obj.func()     # 类内部可以访问

obj_son = D()
obj_son.show() # 派生类中可以访问

公有静态字段

 1 class C:
 2 
 3     __name = "公有静态字段"
 4 
 5     def func(self):
 6         print C.__name
 7 
 8 class D(C):
 9 
10     def show(self):
11         print C.__name
12 
13 
14 C.__name       # 类访问            ==> 错误
15 
16 obj = C()
17 obj.func()     # 类内部可以访问     ==> 正确
18 
19 obj_son = D()
20 obj_son.show() # 派生类中可以访问   ==> 错误

私有静态字段

普通字段

• 公有普通字段：对象可以访问；类内部可以访问；派生类中可以访问
• 私有普通字段：仅类内部可以访问；

ps：如果想要强制访问私有字段，可以通过 【对象._类名__私有字段明 】访问（如：obj._C__foo），不建议强制访问私有成员。

 1 class C:
 2     
 3     def __init__(self):
 4         self.foo = "公有字段"
 5 
 6     def func(self):
 7         print self.foo 　#　类内部访问
 8 
 9 class D(C):
10     
11     def show(self):
12         print self.foo　＃　派生类中访问
13 
14 obj = C()
15 
16 obj.foo     # 通过对象访问
17 obj.func()  # 类内部访问
18 
19 obj_son = D();
20 obj_son.show()  # 派生类中访问

公有普通字段

 1 class C:
 2     
 3     def __init__(self):
 4         self.__foo = "私有字段"
 5 
 6     def func(self):
 7         print self.foo 　#　类内部访问
 8 
 9 class D(C):
10     
11     def show(self):
12         print self.foo　＃　派生类中访问
13 
14 obj = C()
15 
16 obj.__foo     # 通过对象访问    ==> 错误
17 obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确
18 
19 obj_son = D();
20 obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误

私有普通字段

方法、属性的访问于上述方式相似，即：私有成员只能在类内部使用

ps：非要访问私有属性的话，可以通过 对象._类__属性名

类的特殊成员

上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符，从而了解到类中有字段、方法和属性三大类成员，并且成员名前如果有两个下划线，则表示该成员是私有成员，私有成员只能由类内部调用。无论人或事物往往都有不按套路出牌的情况，Python的类成员也是如此，存在着一些具有特殊含义的成员，详情如下：

1. __doc__

　　表示类的描述信息

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

View Code

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

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

class C:

    def __init__(self):
        self.name = \'wupeiqi\'

lib/aa.py

from lib.aa import C

obj = C()
print obj.__module__  # 输出 lib.aa，即：输出模块
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。

class Foo:

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 18


obj = Foo(\'wupeiqi\') # 自动执行类中的 __init__ 方法

View Code

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。

class Foo:

    def __del__(self):
        pass

View Code

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()()

class Foo:

    def __init__(self):
        pass
    
    def __call__(self, *args, **kwargs):

        print \'__call__\'


obj = Foo() # 执行 __init__
obj()       # 执行 __call__

View Code

6. __dict__

　　类或对象中的所有成员

上文中我们知道：类的普通字段属于对象；类中的静态字段和方法等属于类，即：

class Province:

    country = \'China\'

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

    def func(self, *args, **kwargs):
        print \'func\'

# 获取类的成员，即：静态字段、方法、
print Province.__dict__
# 输出：{\'country\': \'China\', \'__module__\': \'__main__\', \'func\': <function func at 0x10be30f50>, \'__init__\': <function __init__ at 0x10be30ed8>, \'__doc__\': None}

obj1 = Province(\'HeBei\',10000)
print obj1.__dict__
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{\'count\': 10000, \'name\': \'HeBei\'}

obj2 = Province(\'HeNan\', 3888)
print obj2.__dict__
# 获取 对象obj1 的成员
# 输出：{\'count\': 3888, \'name\': \'HeNan\'}

View Code

 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 \'wupeiqi\'


obj = Foo()
print obj
#
以上是关于python面向对象进阶篇的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 
 Python进阶---面向对象第三弹（进阶篇）
 python 面向对象（进阶篇）
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