08-面向对象----J

Posted 2020-09-02 汉克书

一 面向对象的程序设计的由来

请参考：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6428835.html

二 什么是面向对象的程序设计及为什么要有它

面向过程的程序设计的核心是过程，过程即解决问题的步骤，面向过程的设计就好比精心设计好一条流水线，考虑周全什么时候处理什么东西。

优点是：极大的降低了程序的复杂度

缺点是：一套流水线或者流程就是用来解决一个问题，生产汽水的流水线无法生产汽车，即便是能，也得是大改，改一个组件，牵一发而动全身。

应用场景：一旦完成基本很少改变的场景，著名的例子有Linux內核，git，以及Apache HTTP Server等。

面向对象的程序设计的核心是对象，要理解对象为何物，必须把自己当成上帝，上帝眼里世间存在的万物皆为对象，不存在的也可以创造出来。面向对象的程序设计好比如来设计西游记，如来要解决的问题是把经书传给东土大唐，如来想了想解决这个问题需要四个人：唐僧，沙和尚，猪八戒，孙悟空，每个人都有各自的特征和技能（这就是对象的概念，特征和技能分别对应对象的数据属性和方法属性），然而这并不好玩，于是如来又安排了一群妖魔鬼怪，为了防止师徒四人在取经路上被搞死，又安排了一群神仙保驾护航，这些都是对象。然后取经开始，师徒四人与妖魔鬼怪神仙交互着直到最后取得真经。如来根本不会管师徒四人按照什么流程去取。

面向对象的程序设计的

优点是：解决了程序的扩展性。对某一个对象单独修改，会立刻反映到整个体系中，如对游戏中一个人物参数的特征和技能修改都很容易。

缺点：可控性差，无法向面向过程的程序设计流水线式的可以很精准的预测问题的处理流程与结果，面向对象的程序一旦开始就由对象之间的交互解决问题，即便是上帝也无法预测最终结果。于是我们经常看到一个游戏人某一参数的修改极有可能导致阴霸的技能出现，一刀砍死3个人，这个游戏就失去平衡。

应用场景：需求经常变化的软件，一般需求的变化都集中在用户层，互联网应用，企业内部软件，游戏等都是面向对象的程序设计大显身手的好地方

面向对象的程序设计并不是全部。对于一个软件质量来说，面向对象的程序设计只是用来解决扩展性。

三 类和对象

提示：python的class术语与c++有一定区别，与 Modula-3更像。

python中一切皆为对象，且python3统一了类与类型的概念，类型就是类，所以，不管你信不信，你已经使用了很长时间的类了

  1 >>> dict #类型dict就是类dict
  2 <class \'dict\'>
  3 >>> d=dict(name=\'egon\') #实例化
  4 >>> d.pop(\'name\') #向d发一条消息，执行d的方法pop
  5 \'egon\'

基于面向对象设计一个款游戏：英雄联盟，每个玩家选一个英雄，每个英雄都有自己的特征和和技能，特征即数据属性，技能即方法属性，特征与技能的结合体就一个对象。

从一组对象中提取相似的部分就是类，类也是特征与技能的结合体，特征即数据并且是所有对象共享的数据，技能即函数属性并且是所有对象共享的函数属性。

garen_hero.Q()称为向garen_hero这个对象发送了一条消息，让他去执行Q这个函数，完成一个功能，类似的有：

garen_hero.W()

garen_hero.E()

garen_hero.R()

一个英雄可以攻击另外一个英雄，这就是对象之间的交互

garen_hero.attack(Riven)

 

 

3.1 类相关知识

3.1.1 初识类

在python中声明函数与声明类很相似

声明函数

  1 def functionName(args):
  2      \'函数文档字符串\'
  3       函数体

  1 \'\'\'
  2 class 类名:
  3     \'类的文档字符串\'
  4     类体
  5 \'\'\'
  6 
  7 #我们创建一个类
  8 class Data:
  9     pass

  1 大前提：
  2 1.只有在python2中才分新式类和经典类，python3中统一都是新式类
  3 2.新式类和经典类声明的最大不同在于,所有新式类必须继承至少一个父类
  4 3.所有类甭管是否显式声明父类，都有一个默认继承object父类（讲继承时会讲，先记住）
  5 在python2中的区分
  6 经典类：
  7 class 类名:
  8     pass
  9 
 10 经典类：
 11 class 类名(父类):
 12     pass
 13 
 14 在python3中，上述两种定义方式全都是新式类

在本节开头介绍得出结论，类是数据与函数的结合，二者称为类的属性

class Garen:        #定义英雄盖伦的类，不同的玩家可以用它实例出自己英雄;
    camp=\'Demacia\'  #所有玩家的英雄(盖伦)的阵营都是Demacia;
    def attack(self,enemy):   #普通攻击技能，enemy是敌人;
        enemy.life_value-=self.aggressivity #根据自己的攻击力，攻击敌人就减掉敌人的生命值。

3.1.2 类有两种作用：属性引用和实例化

3.1.2.1 属性引用（类名.属性）

>>> Garen.camp #引用类的数据属性，该属性与所有对象/实例共享
\'Demacia\'
>>> Garen.attack #引用类的函数属性，该属性也共享
<function Garen.attack at 0x101356510>
>>> Garen.name=\'Garen\' #增加属性
>>> del Garen.name #删除属性

3.1.2.2 实例化（__init__与self）

类名加括号就是实例化，会自动触发__init__函数的运行，可以用它来为每个实例定制自己的特征

class Garen:        #定义英雄盖伦的类，不同的玩家可以用它实例出自己英雄;
    camp=\'Demacia\'  #所有玩家的英雄(盖伦)的阵营都是Demacia;
    def __init__(self,nickname,aggressivity=58,life_value=455): #英雄的初始攻击力58...;
        self.nickname=nickname  #为自己的盖伦起个别名;
        self.aggressivity=aggressivity #英雄都有自己的攻击力;
        self.life_value=life_value #英雄都有自己的生命值;
    def attack(self,enemy):   #普通攻击技能，enemy是敌人;
        enemy.life_value-=self.aggressivity #根据自己的攻击力，攻击敌人就减掉敌人的生命值。

实例化：类名+括号

>>> g1=Garen(\'草丛伦\') #就是在执行Garen.__init__(g1,\'草丛伦\')，然后执行__init__内的代码g1.nickname=‘草丛伦’等

self的作用是在实例化时自动将对象/实例本身传给__init__的第一个参数，self可以是任意名字，但是瞎几把写别人就看不懂了。

这种自动传递的机制还体现在g1.attack的调用上，后续会介绍。

一：我们定义的类的属性到底存到哪里了？有两种方式查看
dir(类名)：查出的是一个名字列表
类名.__dict__:查出的是一个字典，key为属性名，value为属性值

二：特殊的类属性
类名.__name__# 类的名字(字符串)
类名.__doc__# 类的文档字符串
类名.__base__# 类的第一个父类(在讲继承时会讲)
类名.__bases__# 类所有父类构成的元组(在讲继承时会讲)
类名.__dict__# 类的字典属性
类名.__module__# 类定义所在的模块
类名.__class__# 实例对应的类(仅新式类中)

3.2 对象相关知识

对象是关于类而实际存在的一个例子，即实例

>>> g1=Garen(\'草丛伦\') #类实例化得到g1这个实例，基于该实例我们讲解实例相关知识

3.2.1 对象/实例只有一种作用：属性引用

#对象/实例本身其实只有数据属性
>>> g1.nickname
\'草丛伦\'
>>> g1.aggressivity
58
>>> g1.life_value
455
\'\'\'
查看实例属性
同样是dir和内置__dict__两种方式
特殊实例属性
__class__
__dict__
....
\'\'\'

对象/实例本身只有数据属性，但是python的class机制会将类的函数绑定到对象上，称为对象的方法，或者叫绑定方法

>>> g1.attack #对象的绑定方法
<bound method Garen.attack of <__main__.Garen object at 0x101348dd8>>

>>> Garen.attack #对象的绑定方法attack本质就是调用类的函数attack的功能，二者是一种绑定关系
<function Garen.attack at 0x101356620>

对象的绑定方法的特别之处在于：obj.func()会把obj传给func的第一个参数。

3.3 对象之间的交互

我们可以仿照garen类再创建一个Riven类

class Riven:
    camp=\'Noxus\'  #所有玩家的英雄(锐雯)的阵营都是Noxus;
    def __init__(self,nickname,aggressivity=54,life_value=414): #英雄的初始攻击力54;
        self.nickname=nickname  #为自己的锐雯起个别名;
        self.aggressivity=aggressivity #英雄都有自己的攻击力;
        self.life_value=life_value #英雄都有自己的生命值;
    def attack(self,enemy):   #普通攻击技能，enemy是敌人;
        enemy.life_value-=self.aggressivity #根据自己的攻击力，攻击敌人就减掉敌人的生命值。 

实例出一个Riven来

>>> r1=Riven(\'锐雯雯\')

交互：锐雯雯攻击草丛伦，反之一样

>>> g1.life_value
455
>>> r1.attack(g1)
>>> g1.life_value
401

3.4 类名称空间与对象/实例名称空间

创建一个类就会创建一个类的名称空间，用来存储类中定义的所有名字，这些名字称为类的属性

而类有两种属性：数据属性和函数属性

其中类的数据属性是共享给所有对象的

>>> id(r1.camp) #本质就是在引用类的camp属性，二者id一样
4315241024
>>> id(Riven.camp)
4315241024

而类的函数属性是绑定到所有对象的：

>>> id(r1.attack)
4302501512
>>> id(Riven.attack)
4315244200

\'\'\'
r1.attack就是在执行Riven.attack的功能，python的class机制会将Riven的函数属性attack绑定给r1，r1相当于拿到了一个指针，指向Riven类的attack功能

除此之外r1.attack()会将r1传给attack的第一个参数
\'\'\'

创建一个对象/实例就会创建一个对象/实例的名称空间，存放对象/实例的名字，称为对象/实例的属性

在obj.name会先从obj自己的名称空间里找name，找不到则去类中找，类也找不到就找父类...最后都找不到就抛出异常 

3.5 小结

瑞文

class Riven:
    camp=\'Noxus\'
    def __init__(self,nickname,
                 aggressivity=54,
                 life_value=414,
                 money=1001,
                 armor=3):
        self.nickname=nickname
        self.aggressivity=aggressivity
        self.life_value=life_value
        self.money=money
        self.armor=armor
    def attack(self,enemy):
        damage_value=self.aggressivity-enemy.armor
        enemy.life_value-=damage_value

盖伦

class Garen:
    camp=\'Demacia\'
    def __init__(self,nickname,
                 aggressivity=58,
                 life_value=455,
                 money=100,
                 armor=10):
        self.nickname=nickname
        self.aggressivity=aggressivity
        self.life_value=life_value
        self.money=money
        self.armor=armor
    def attack(self,enemy):
        damage_value=self.aggressivity-enemy.armor
        enemy.life_value-=damage_value

定义装备：

class BlackCleaver:
    def __init__(self,price=475,aggrev=9,life_value=100):
        self.price=price
        self.aggrev=aggrev
        self.life_value=life_value
    def update(self,obj):
        obj.money-=self.price #减钱
        obj.aggressivity+=self.aggrev #加攻击
        obj.life_value+=self.life_value #加生命值
    def fire(self,obj): #这是该装备的主动技能,喷火,烧死对方
        obj.life_value-=1000 #假设火烧的攻击力是1000

测试交互

r1=Riven(\'草丛伦\')
g1=Garen(\'盖文\')
b1=BlackCleaver()

print(r1.aggressivity,r1.life_value,r1.money) #r1的攻击力,生命值,护甲

if r1.money > b1.price:
    r1.b1=b1
    b1.update(r1)


print(r1.aggressivity,r1.life_value,r1.money) #r1的攻击力,生命值,护甲

print(g1.life_value)
r1.attack(g1) #普通攻击
print(g1.life_value)
r1.b1.fire(g1) #用装备攻击
print(g1.life_value) #g1的生命值小于0就死了 

按照这种思路一点一点的设计类和对象，最终你完全可以实现一个对战类游戏。

四 继承与派生

4.1 什么是继承

继承是一种创建新的类的方式，在python中，新建的类可以继承自一个或者多个父类，原始类称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类。

python中类的继承分为：单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类
    pass

class ParentClass2: #定义父类
    pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
    pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass

查看继承

>>> SubClass1.__bases__
(<class \'__main__.ParentClass1\'>,)
>>> SubClass2.__bases__
(<class \'__main__.ParentClass1\'>, <class \'__main__.ParentClass2\'>)

提示：如果没有指定基类，python的类会默认继承object类，object是所有python类的基类，它提供了一些常见方法（如__str__）的实现。

>>> ParentClass1.__bases__
(<class \'object\'>,)
>>> ParentClass2.__bases__
(<class \'object\'>,)

4.2 继承与抽象（先抽象再继承）

抽象即抽取类似或者说比较像的部分。

抽象分成两个层次： 

1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类； 

2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）

继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类

4.3 继承与重用性

==========================第一部分
例如

　　猫可以：喵喵叫、吃、喝、拉、撒

　　狗可以：汪汪叫、吃、喝、拉、撒

如果我们要分别为猫和狗创建一个类，那么就需要为 猫 和 狗 实现他们所有的功能，伪代码如下：


#猫和狗有大量相同的内容
class 猫：

    def 喵喵叫(self):
        print \'喵喵叫\'

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something

class 狗：

    def 汪汪叫(self):
        print \'喵喵叫\'

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something



==========================第二部分
上述代码不难看出，吃、喝、拉、撒是猫和狗都具有的功能，而我们却分别的猫和狗的类中编写了两次。如果使用 继承 的思想，如下实现：

　　动物：吃、喝、拉、撒

　　   猫：喵喵叫（猫继承动物的功能）

　　   狗：汪汪叫（狗继承动物的功能）

伪代码如下：
class 动物:

    def 吃(self):
        # do something

    def 喝(self):
        # do something

    def 拉(self):
        # do something

    def 撒(self):
        # do something

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 猫(动物)：

    def 喵喵叫(self):
        print \'喵喵叫\'

# 在类后面括号中写入另外一个类名，表示当前类继承另外一个类
class 狗(动物)：

    def 汪汪叫(self):
        print \'喵喵叫\'




==========================第三部分
#继承的代码实现
class Animal:

    def eat(self):
        print("%s 吃 " %self.name)

    def drink(self):
        print ("%s 喝 " %self.name)

    def shit(self):
        print ("%s 拉 " %self.name)

    def pee(self):
        print ("%s 撒 " %self.name)


class Cat(Animal):

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed = \'猫\'

    def cry(self):
        print(\'喵喵叫\')

class Dog(Animal):

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.breed=\'狗\'

    def cry(self):
        print(\'汪汪叫\')


# ######### 执行 #########

c1 = Cat(\'小白家的小黑猫\')
c1.eat()

c2 = Cat(\'小黑的小白猫\')
c2.drink()

d1 = Dog(\'胖子家的小瘦狗\')
d1.eat()

view code

在开发程序的过程中，如果我们定义了一个类A，然后又想新建立另外一个类B，但是类B的大部分内容与类A的相同时

我们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。

通过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用

class Hero:
    def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value):
        self.nickname=nickname
        self.aggressivity=aggressivity
        self.life_value=life_value

    def move_forward(self):
        print(\'%s move forward\' %self.nickname)

    def move_backward(self):
        print(\'%s move backward\' %self.nickname)

    def move_left(self):
        print(\'%s move forward\' %self.nickname)

    def move_right(self):
        print(\'%s move forward\' %self.nickname)

    def attack(self,enemy):
        enemy.life_value-=self.aggressivity
class Garen(Hero):
    pass

class Riven(Hero):
    pass

g1=Garen(\'草丛伦\',100,300)
r1=Riven(\'锐雯雯\',57,200)

print(g1.life_value)
r1.attack(g1)
print(g1.life_value)

\'\'\'
运行结果
300
243
\'\'\'

view code

提示：用已经有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分，大大生了编程工作量，这就是常说的软件重用，不仅可以重用自己的类，也可以继承别人的，比如标准库，来定制新的数据类型，这样就是大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来说，意义重大.

注意：像g1.life_value之类的属性引用，会先从实例中找life_value然后去类中找，然后再去父类中找...直到最顶级的父类。

当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性（不会影响到父类），需要注意的是，一旦重新定义了自己的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以自己为准了。

class Riven(Hero):
    camp=\'Noxus\'
    def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类
        print(\'from riven\')
    def fly(self): #在自己这里定义新的
        print(\'%s is flying\' %self.nickname)

view code

在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能需要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，因此即便是self参数也要为其传值

class Riven(Hero):
    camp=\'Noxus\'
    def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value,skin):
        Hero.__init__(self,nickname,aggressivity,life_value) #调用父类功能
        self.skin=skin #新属性
    def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类
        Hero.attack(self,enemy) #调用功能
        print(\'from riven\')
    def fly(self): #在自己这里定义新的
        print(\'%s is flying\' %self.nickname)

r1=Riven(\'锐雯雯\',57,200,\'比基尼\')
r1.fly()
print(r1.skin)

\'\'\'
运行结果
锐雯雯 is flying
比基尼

\'\'\'

view code

4.4 组合与重用性

软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式，即：组合

组合指的是，在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合

其实早在3.5小节中我们就体会了组合的用法，比如一个英雄有一个装备

>>> class Equip: #武器装备类
...     def fire(self):
...         print(\'release Fire skill\')
...
>>> class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
...     camp=\'Noxus\'
...     def __init__(self,nickname):
...         self.nickname=nickname
...         self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性
...
>>> r1=Riven(\'锐雯雯\')
>>> r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法
release Fire skill

view code

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同，

1.继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种\'是\'的关系，比如白马是马，人是动物。

当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如教授是老师

>>> class Teacher:
...     def __init__(self,name,gender):
...         self.name=name
...         self.gender=gender
...     def teach(self):
...         print(\'teaching\')
...
>>>
>>> class Professor(Teacher):
...     pass
...
>>> p1=Professor(\'egon\',\'male\')
>>> p1.teach()
teaching

view code

2.组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python课程

class BirthDate:
    def __init__(self,year,month,day):
        self.year=year
        self.month=month
        self.day=day

class Couse:
    def __init__(self,name,price,period):
        self.name=name
        self.price=price
        self.period=period

class Teacher:
    def __init__(self,name,gender):
        self.name=name
        self.gender=gender
    def teach(self):
        print(\'teaching\')
class Professor(Teacher):
    def __init__(self,name,gender,birth,course):
        Teacher.__init__(self,name,gender)
        self.birth=birth
        self.course=course

p1=Professor(\'egon\',\'male\',
             BirthDate(\'1995\',\'1\',\'27\'),
             Couse(\'python\',\'28000\',\'4 months\'))

print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day)
print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period)
\'\'\'
运行结果:
1995 1 27
python 28000 4 months
\'\'\'

view code

当类之间有显著不同，并且较小的类是较大的类所需要的组件时，用组合比较好

4.5 接口与归一化设计

1.什么是接口

=================第一部分：Java 语言中的接口很好的展现了接口的含义: IAnimal.java
/*
* Java的Interface很好的体现了我们前面分析的接口的特征:
* 1)是一组功能的集合,而不是一个功能
* 2)接口的功能用于交互,所有的功能都是public,即别的对象可操作
* 3)接口只定义函数,但不涉及函数实现
* 4)这些功能是相关的,都是动物相关的功能,但光合作用就不适宜放到IAnimal里面了 */

package com.oo.demo;
public interface IAnimal {
    public void eat();
    public void run();
    public void sleep();
    public void speak();
}

=================第二部分：Pig.java：猪”的类设计,实现了IAnnimal接口
package com.oo.demo;
public class Pig implements IAnimal{ //如下每个函数都需要详细实现
    public void eat(){
        System.out.println("Pig like to eat grass");
    }

    public void run(){
        System.out.println("Pig run: front legs, back legs");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("Pig sleep 16 hours every day");
    }

    public void speak(){
        System.out.println("Pig can not speak"); }
}

=================第三部分：Person2.java
/*
*实现了IAnimal的“人”,有几点说明一下:
* 1)同样都实现了IAnimal的接口,但“人”和“猪”的实现不一样,为了避免太多代码导致影响阅读,这里的代码简化成一行,但输出的内容不一样,实际项目中同一接口的同一功能点,不同的类实现完全不一样
* 2)这里同样是“人”这个类,但和前面介绍类时给的类“Person”完全不一样,这是因为同样的逻辑概念,在不同的应用场景下,具备的属性和功能是完全不一样的 */

package com.oo.demo;
public class Person2 implements IAnimal {
    public void eat(){
        System.out.println("Person like to eat meat");
    }

    public void run(){
        System.out.println("Person run: left leg, right leg");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("Person sleep 8 hours every dat");
    }

    public void speak(){
        System.out.println("Hellow world, I am a person");
    }
}

=================第四部分：Tester03.java
package com.oo.demo;

public class Tester03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("===This is a person===");
        IAnimal person = new Person2();
        person.eat();
        person.run();
        person.sleep();
        person.speak();

        System.out.println("\\n===This is a pig===");
        IAnimal pig = new Pig();
        pig.eat();
        pig.run();
        pig.sleep();
        pig.speak();
    }
}

view code

继承有两种用途：

一：继承基类的方法，并且做出自己的改变或者扩展（代码重用）

二：声明某个子类兼容于某基类，定义一个接口类Interface，接口类中定义了一些接口名（就是函数名）且并未实现接口的功能，子类继承接口类，并且实现接口中的功能

class Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念，python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。
    def read(self): #定接口函数read
        pass

    def write(self): #定义接口函数write
        pass


class Txt(Interface): #文本，具体实现read和write
    def read(self):
        print(\'文本数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'文本数据的读取方法\')

class Sata(Interface): #磁盘，具体实现read和write
    def read(self):
        print(\'硬盘数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'硬盘数据的读取方法\')

class Process(All_file):
    def read(self):
        print(\'进程数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'进程数据的读取方法\')

view code

实践中，继承的第一种含义意义并不很大，甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。

继承的第二种含义非常重要。它又叫“接口继承”。
接口继承实质上是要求“做出一个良好的抽象，这个抽象规定了一个兼容接口，使得外部调用者无需关心具体细节，可一视同仁的处理实现了特定接口的所有对象”——这在程序设计上，叫做归一化。

归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合——就好象linux的泛文件概念一样，所有东西都可以当文件处理，不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕（当然，对底层设计者，当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”，然后做出针对性的设计：细致到什么程度，视需求而定）。

在python中根本就没有一个叫做interface的关键字，上面的代码只是看起来像接口，其实并没有起到接口的作用，子类完全可以不用去实现接口 ，如果非要去模仿接口的概念，可以借助第三方模块：

http://pypi.python.org/pypi/zope.interface

twisted的twisted\\internet\\interface.py里使用zope.interface

文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/

2. 为何要用接口

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

归一化，让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

比如：我们定义一个动物接口，接口里定义了有跑、吃、呼吸等接口函数，这样老鼠的类去实现了该接口，松鼠的类也去实现了该接口，由二者分别产生一只老鼠和一只松鼠送到你面前，即便是你分别不到底哪只是什么鼠你肯定知道他俩都会跑，都会吃，都能呼吸。

再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样

4.6 抽象类

1 什么是抽象类

    与java一样，python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现，抽象类是一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被实例化

2 为什么要有抽象类

    如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。

　 比如我们有香蕉的类，有苹果的类，有桃子的类，从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类，你吃水果时，要么是吃一个具体的香蕉，要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。

    从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。

　 从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中只能有抽象方法（没有实现功能），该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似，但其实是不同的，即将揭晓答案

3. 在python中实现抽象类

#_*_coding:utf-8_*_
#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类

class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type=\'file\'
    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def read(self):
        \'子类必须定义读功能\'
        pass

    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def write(self):
        \'子类必须定义写功能\'
        pass

# class Txt(All_file):
#     pass
#
# t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print(\'文本数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'文本数据的读取方法\')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print(\'硬盘数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'硬盘数据的读取方法\')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print(\'进程数据的读取方法\')

    def write(self):
        print(\'进程数据的读取方法\')

wenbenwenjian=Txt()

yingpanwenjian=Sata()

jinchengwenjian=Process()

#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()

print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)

view code

4. 抽象类与接口

抽象类的本质还是类，指的是一组类的相似性，包括数据属性（如all_type）和函数属性（如read、write），而接口只强调函数属性的相似性。

抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计

4.7 继承实现的原理（继承顺序）

1 继承顺序

class A(object):
    def test(self):
        print(\'from A\')

class B(A):
    def test(self):
        print(\'from B\')

class C(A):
    def test(self):
        print(\'from C\')

class D(B):
    def test(self):
        print(\'from D\')

class E(C):
    def test(self):
        print(\'from E\')

class F(D,E):
    # def test(self):
    #     print(\'from F\')
    pass
f1=F()
f1.test()
print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表，经典类没有这个属性

#新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A
#经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C
#python3中统一都是新式类
#pyhon2中才分新式类与经典类

view code

2 继承原理（python如何实现的继承）

python到底是如何实现继承的，对于你定义的每一个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，例如

>>> F.mro() #等同于F.__mro__
[<class \'__main__.F\'>, <class \'__main__.D\'>, <class \'__main__.B\'>, <class \'__main__.E\'>, <class \'__main__.C\'>, <class \'__main__.A\'>, <class \'object\'>]

view code

为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

4.8 子类中调用父类方法

子类继承了父类的方法，然后想进行修改，注意了是基于原有的基础上修改，那么就需要在子类中调用父类的方法

方法一：父类名.父类方法()

#_*_coding:utf-8_*_
class Vehicle: #定义交通工具类
     Country=\'China\'
     def __init__(self,name,speed,load,power):
         self.name=name
         self.speed=speed
         self.load=load
         self.power=power

     def run(self):
         print(\'开动啦...\')

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power)
        self.line=line

    def run(self):
        pr
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 08-面向对象----J
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