2022年 11月 9日

python 面向对象

面向对象是当遇到一个需求的时候不用自己去实现，应该找一个专门做这个事的人来做。如果自己一步步实现那就是面向过程。面向对象 : 采用基于对象(实体) 的概念建立模型，模拟客观世界分析、设 计、实现软件的办法。面向对象编程是一种解决软件复用的设计和编程方法，把软件系统中相近相似的操作逻辑和操作应用数据、状态，以类的型式描述出来，以对象实例的形式在软件系统中复用，提高软件开发效率。

python几乎所有的都是一个对象，有它的属性和方法。类是用于创建对象的“蓝图”。

类是对一群具有相同特征或者行为的事物的一个统称，不能直接使用；特征被称为属性；行为被称为方法。

对象是由类创建出来的一个具体存在，可以直接使用；由哪一个类创建出来的对象，该对象就具有在那一个类中定义的属性和方法；

二者关系：类就是创建对象的模板，应该先有类，在有对象；一个类可以创建多个对象，不同对象之间属性可能各不相同；类中定义了什么方法，对象中就有什么属性和方法，不可能少，但可能多，因为对象可以自己在类外增加属性。

对象是类的一个实例。它是一个具有状态和行为的实体。简而言之，它是可以访问数据的类的实例。

面向对象是更大的封装，在一个类中封装多个方法，这样通过这个类创建出来的对象，就可以直接调用这些方法了。

赋值给一个变量

  1. # 例一
  2. def dog(name="huang"):
  3.     print(name)
  4. # 函数对象赋值给变量
  5. my_dog = dog
  6. # 变量当函数使用，直接对变量操作也就是对函数操作
  7. my_dog("wang")
  8. # 例二
  9. def dog(name="huang"):
  10.     print(name)
  11. class Animal:
  12.     def __init__(self):  # 初始化函数
  13.         print("huang")
  14. my_class = Animal
  15. my_class()  # 实例化
  16.  
  17. 输出：
  18. wang
  19. huang 

可以添加到集合对象中

  1. # 例一
  2. def dog(name="huang"):
  3.     print(name)  # None 值，因为没有return
  4.     # return name
  5. class Animal:
  6.     def __init__(self):  # 初始化函数
  7.         print("wang")
  8. obj_list = []
  9. obj_list.append(dog)
  10. obj_list.append(Animal)
  11. for i in obj_list:
  12.     print(i())      # 类的对象
  13. # 例二 函数返回函数 装饰器的原理
  14. def dog(name="huang"):
  15.     print(name)  # None 值，因为没有return
  16.     # return name
  17. class Animal:
  18.     def __init__(self):  # 初始化函数
  19.         print("wang")
  20. def decorator_func():
  21.     print("dec start")
  22.     return dog
  23. my_animal = decorator_func()
  24. my_animal("Tom")
  25.  
  26.  
  27. 输出：
  28.  
  29. huang
  30. None
  31. wang
  32. <__main__.Animal object at 0x00000229A2087D90>
  33. dec start
  34. Tom

常见内置类型

  1. 对象三个特征：身份（对象在内存中的地址，指针指向对象，eg:a=1 id(a) a={} id(a)）、类型、值
  2. None（全局只有一个）eg:a=None b=None id(a)=id(b)
  3. 数值：int float complex(复数) bool
  4. 迭代类型
  5. 序列类型：list bytes、bytearray、memoryview(二进制序列) range tuple str array
  6. 映射(dict)
  7. 集合：set frozenset
  8. 上下文管理类型（with）
  9. 其他：模块类型 class和实例 函数类型 方法类型 代码类型 object对象 type类型 ellipsis类型 notimplemented类型

魔法函数

  1. class Animals(object):
  2.     def __init__(self, name_list):
  3.         self.name = name_list
  4.  
  5. animals = Animals(["dog", "cat"])
  6. animal_name = animals.name
  7. for i in animal_name:
  8.     print(i)

使用魔法函数__双下划线，python自带，不用自定义，eg：__getitem__，这样直接对animals用for循环就可以了

  1. class Animals(object):
  2.     def __init__(self, name_list):
  3.         self.name = name_list
  4.  
  5.     def __getitem__(self, item):
  6.         return self.name[item]
  7.  
  8. animals = Animals(["dog", "cat"])
  9. for i in animals:
  10.     print(i)

序列类型，可以用切片的方式

  1. class Animals(object):
  2.     def __init__(self, name_list):
  3.         self.name = name_list
  4.  
  5.     def __getitem__(self, item):
  6.         return self.name[item]
  7.  
  8. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  9. animals1= animals[:2]
  10. for i in animals1:
  11.     print(i)

以上三个例子输出：

dog

cat

len()

  1. #例一
  2. class Animals(object):
  3.     def __init__(self, name_list):
  4.         self.name = name_list
  5.  
  6.     def __getitem__(self, item):
  7.         return self.name[item]
  8.  
  9. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  10. animals1= animals[:2]
  11. print(len(animals1))
  12. #输出2
  13. #例二
  14. class Animals(object):
  15.     def __init__(self, name_list):
  16.         self.name = name_list
  17.  
  18.     def __len__(self):
  19.         return len(self.name)
  20.  
  21. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  22. print(len(animals))
  23. #输出3

魔法函数

非数学运算

  1. 字符串表示__repr__（开发模式下调用）  __str__（字符串格式化的时候调用）
  2. 集合、序列相关__len__       __getitem__    __setitem__    __delitem__    __contains__
  3. 迭代相关__iter__   __next__
  4. 可调用__call__
  5. With上下文管理器__enter__
  6. 数值转换__abs__          __bool__        __int__           __float__         __hash__        __index__
  7. 元类相关__new__         __init__
  8. 属性相关__getattr__、__setattr__        __getattribute__、__setattribute__       __dir__
  9. 属性描述符__get__ __set__ __delete__
  10. 协程__await__       __aiter__         __anext__       __aenter__      __aexit__
  1. #例一
  2. class Animals(object):
  3.     def __init__(self, name_list):
  4.         self.name = name_list
  5.     def __str__(self):
  6.         return ",".join(self.name)
  7. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  8. print(animals)
  9. animals	# 调用__repr__
  10.  
  11.  
  12. 输出
  13. dog,cat,pig
  14. Out[5]:
  15. <__main__.Animals at 0x2681a154910>
  1. #例二
  2. class Animals(object):
  3.     def __init__(self, name_list):
  4.         self.name = name_list
  5.     def __str__(self):
  6.         return ",".join(self.name)
  7.     def __repr__(self):
  8.         return ",".join(self.name)
  9. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  10. print(animals)
  11. animals
  12. # animals.__repr__()#不需要自己调用
  13.  
  14. 输出
  15. dog,cat,pig
  16. Out[6]:
  17. dog,cat,pig

数学运算

例一__abs__绝对值

  1. class Nums(object):
  2.     def __init__(self, num):
  3.         self.num = num
  4.     def __abs__(self):
  5.         return abs(self.num)
  6. my_num = Nums(-1)
  7. abs(my_num)
  8. #输出1

pip install ipython

pip install notebook -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

jupyter notebook运行

多态

  1. # 例一
  2. class Dog(object):
  3.     def say(self):
  4.         print("dog")
  5.  
  6. class Cat(object):
  7.     def say(self):
  8.         print("cat")
  9.  
  10. animals = Dog
  11. animals().say()
  12.  
  13. 输出dog
  14.  
  15. # 例二
  16. class Dog(object):
  17.     def say(self):
  18.         print("dog")
  19.  
  20. class Cat(object):
  21.     def say(self):
  22.         print("cat")
  23.  
  24. animals_list=[Cat,Dog]
  25. for animal in animals_list:
  26.     animal().say()
  27.  
  28. 输出
  29. cat
  30. dog
  31.  
  32. # 例三
  33. class Dog(object):
  34.     def say(self):
  35.         print("dog")
  36.  
  37. class Cat(object):
  38.     def say(self):
  39.         print("cat")
  40.  
  41. animals_list=[Cat,Dog]
  42. for animal in animals_list:
  43.     animal().say()
  44.  
  45. class Animals(object):
  46.     def __init__(self, name_list):
  47.         self.name = name_list
  48.  
  49.     def __getitem__(self, item):
  50.         return self.name[item]
  51.  
  52.  
  53. animals = Animals(["dog", "cat","pig"])
  54. list1=["a","b"]
  55. list2=["b","c"]
  56. list3=["d","e"]
  57. set_list=set()
  58. set_list.add("f")
  59. set_list.add("g")
  60. list1.extend(animals)
  61. print(list1)
  62. # extend后面接可迭代的
  63.  
  64. 输出
  65. cat
  66. dog
  67. ['a', 'b', 'dog', 'cat', 'pig']
  68.  
  69.  
  70.  
  71. # 例一
  72. class A:
  73.     def __init__(self):
  74.         print("A")
  75. class B(A):  # B 继承于A
  76.     def __init__(self):
  77.         print("B")
  78. if __name__ == "__main__":
  79.     b = B()
  80.  
  81. 输出B
  82.  
  83. # 例二
  84. class A:
  85.     def __init__(self):
  86.         print("A")
  87. class B(A):  # B 继承于A
  88.     def __init__(self):
  89.         print("B")
  90.         super().__init__()  # super获取到它的父类,调用init函数
  91. if __name__ == "__main__":
  92.     b = B()
  93.  
  94. 输出
  95. B
  96. A
  97.  
  98. # 例三
  99. from  threading import Thread
  100. class MyThread(Thread):
  101.     def __init__(self,name,user):
  102.         self.user=user
  103.         #self.name=name
  104.         super().__init__(name=name)
  105.  
  106. 例四
  107. class A:
  108.     def __init__(self):
  109.         print("A")
  110. class B(A): 
  111.     def __init__(self):
  112.         print("B")
  113.         super().__init__()
  114. class C(A):  
  115.     def __init__(self):
  116.         print("C")
  117.         super().__init__()
  118. class D(B,C):  
  119.     def __init__(self):
  120.         print("D")
  121.         super(D,self).__init__()    # super调用父类，D有两个BC
  122.  
  123. if __name__ == "__main__":
  124.     b = D()
  125.  
  126. 输出
  127. D
  128. B
  129. C
  130. A

抽象基类

  1. #例一
  2. class CacheBase():
  3.     def get(self, key):
  4.         raise NotImplementedError
  5.     def set(self, key, value):
  6.         raise NotImplementedError
  7. class RedisCache(CacheBase):  # RedisCache继承CacheBase
  8.     pass
  9. redis_cache = RedisCache ()
  10. redis_cache.set("key", "value")
  11.  
  12. 输出
  13. NotImplementedError
  14.  
  15. #例二
  16. class CacheBase():
  17.     def get(self, key):
  18.         raise NotImplementedError
  19.     def set(self, key, value):
  20.         raise NotImplementedError
  21. class RedisCache(CacheBase):  # RedisCache继承CacheBase
  22.     def set(self, key, value):
  23.         pass
  24. redis_cache = RedisCache()
  25. redis_cache.set("key", "value")
  26.  
  27. 输出 无,不报错
  28.  
  29.  
  30. #使用isintance而不是type
  31. #例三
  32. class A:
  33.     pass
  34. class B:
  35.     pass
  36. b=B()
  37. print(isinstance(b,B))  # isinstance判断b是不是B的类型
  38. print(isinstance(b,A))  # isinstance判断b是不是A的类型
  39. print(type(b) is B)
  40.  
  41. 输出
  42. True
  43. False
  44. True

类属性和实例属性以及查找顺序

  1. class D:
  2.     pass
  3. class C(D):
  4.     pass
  5.  
  6. class B(D):
  7.     pass
  8. class A(B,C):
  9.     pass
  10.  
  11. print(A.__mro__)
  12. 输出
  13. (<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.D'>, <class 'object'>)
  14.  
  1. Mro查找
  2. 自下而上
  3. class A:
  4.   name="A"
  5.   def __init__(self):
  6.     self.name="obj"
  7. a=A()
  8. print(a.name)
  9. # 自下而上，有下——输出obj
  10. class A:
  11.   name="A"
  12. a=A()
  13. print(a.name)
  14. #没有下——输出A
  15.

类变量和对象变量

  1. 例一：
  2. class A:
  3.     aa = 1
  4.     def __init__(self, x, y):
  5.         self.x = x
  6.         self.y = y
  7. a = A(2, 3)
  8. print(a.x, a.y, a.aa)   # 先查对象，再找类
  9. print(A.aa)
  10. 输出
  11. 2 3 1
  12. 1
  13. 例二：
  14. class A:
  15.     aa = 1
  16.     def __init__(self, x, y):
  17.         self.x = x
  18.         self.y = y
  19. a = A(2, 3)
  20. A.aa=11
  21. print(a.x, a.y, a.aa)   # 先查对象，再找类
  22. print(A.aa)
  23. 输出
  24. 2 3 11
  25. 11
  26. 例三
  27. class A:
  28.     aa = 1
  29.     def __init__(self, x, y):
  30.         self.x = x
  31.         self.y = y
  32. a = A(2, 3)
  33. A.aa=11
  34. a.aa=100    # 新建a.aa
  35. print(a.x, a.y, a.aa)   # 从下往上,先查对象,再找类
  36. print(A.aa)
  37. b=A(3,5)
  38. print(b.aa)
  39. 输出
  40. 2 3 100
  41. 11
  42. 11

静态方法、类方法以及对象方法以及参数

  1. 例一：实例方法
  2. class Date:
  3.   # 构造函数
  4.   def __init__(self,year,month,day):
  5.     self.year=year
  6.     self.month=month
  7.     self.day=day
  8.  
  9.   def tomorrow(self):#实例方法
  10.     self.day+=1
  11.  
  12.   def __str__(self):
  13.     return "{year}/{month}/{day}".format(year=self.year,month=self.month,day=self.day)
  14.  
  15. if __name__=="__main__":
  16.   new_day=Date(2022,5,25)
  17.   new_day.tomorrow()
  18.   print(new_day)
  19.   date_str="2022-5-25"
  20.   year,month,day=tuple(date_str.split("-"))
  21.   new_day=Date(int(year),int(month),int(day))
  22.   print(new_day)
  23. 输出2022/5/26
  24. 2022/5/25
  25.  
  26. 例二：静态方法
  27. class Date:
  28.   # 构造函数
  29.   def __init__(self,year,month,day):
  30.     self.year=year
  31.     self.month=month
  32.     self.day=day
  33.  
  34.   def tomorrow(self):#实例方法
  35.     self.day+=1
  36.  
  37.   @staticmethod
  38.   def pares_from_string(date_str):
  39.     year, month, day = tuple(date_str.split("-"))
  40.     return Date(int(year), int(month), int(day))
  41.  
  42.   def __str__(self):
  43.     return "{year}/{month}/{day}".format(year=self.year,month=self.month,day=self.day)
  44.  
  45. if __name__=="__main__":
  46.   date_str="2022-5-25"
  47.   # 用staticmethod完成初始化
  48.   new_day=Date.pares_from_string(date_str)
  49.   print(new_day)
  50.  
  51. 例三：类方法
  52. class Date:
  53.   # 构造函数
  54.   def __init__(self,year,month,day):
  55.     self.year=year
  56.     self.month=month
  57.     self.day=day
  58.  
  59.   @classmethod
  60.   def from_string(cls,date_str):
  61.     year, month, day = tuple(date_str.split("-"))
  62.     return cls(int(year), int(month), int(day))
  63.  
  64.   def __str__(self):
  65.     return "{year}/{month}/{day}".format(year=self.year,month=self.month,day=self.day)
  66.  
  67. if __name__=="__main__":
  68.   date_str="2022-5-25"
  69.   # 用classmethod完成初始化
  70.   new_day=Date.from_string(date_str)
  71.   print(new_day)

数据封装和私有属性

  1. 例一：
  2. from test1 import Date
  3. class User:
  4.     def __init__(self,birthday):
  5.         self.birthday=birthday
  6.  
  7.     def get_age(self):
  8.         return 2022-self.birthday.year
  9.  
  10. if __name__=="__main__":
  11.     user=User(Date(1997,3,1))
  12.     print(user.birthday)
  13.     print(user.get_age())
  14. 输出1997/3/1
  15. 25
  16.  
  17. 例二：
  18. from test1 import Date
  19. class User:
  20.     def __init__(self,birthday):
  21.         self.__birthday=birthday #私有属性
  22.  
  23.     def get_age(self):
  24.         return 2022-self.birthday.year
  25.  
  26. if __name__=="__main__":
  27.     user=User(Date(1997,3,1))
  28.     print(user.__birthday)
  29.     print(user.get_age())
  30. 输出AttributeError: 'User' object has no attribute '__birthday'
  31.  
  32. 例三：
  33. from test1 import Date
  34. class User:
  35.     def __init__(self,birthday):
  36.         self.__birthday=birthday #私有属性
  37.  
  38.     def get_age(self):	# 类的公共的方法可以访问birthday，无法通过实例访问
  39.         return 2022-self.__birthday.year
  40.  
  41. if __name__=="__main__":
  42.     user=User(Date(1997,3,1))
  43.     print(user.get_age())
  44. 输出25
  45.  
  46. 例四：
  47. from test1 import Date
  48. class User:
  49.     def __init__(self,birthday):
  50.         self.__birthday=birthday #私有属性
  51.  
  52.     def get_age(self): 
  53.         return 2022-self.__birthday.year
  54.  
  55. if __name__=="__main__":
  56.     user=User(Date(1997,3,1))
  57.     print(user._User__birthday)
  58.     print(user.get_age())
  59. 输出1997/3/1
  60. 25

Python对象的自省机制

  1. 例一：
  2. class Person:
  3.     "person!"
  4.     name="User"
  5.  
  6. class Student(Person):
  7.     def __init__(self,school_name):
  8.         self.school_name=school_name
  9.  
  10. if __name__=="__main__":
  11.     user=Student("小学")
  12.     #通过__dict__查询属性
  13.     print(user.__dict__)
  14.     user.__dict__["school_addr"]="广东"
  15.     print(user.school_addr)
  16.     print(Person.__dict__)
  17.     print(user.name)
  18.  
  19. 输出：{'school_name': '小学'}
  20. 广东
  21. {'__module__': '__main__', '__doc__': 'person!', 'name': 'User', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>}
  22. User
  23.  
  24. 例二：有更详细的对象属性
  25. class Person:
  26.     "person!"
  27.     name="User"
  28.  
  29. class Student(Person):
  30.     def __init__(self,school_name):
  31.         self.school_name=school_name
  32.  
  33. if __name__=="__main__":
  34.     user=Student("小学")
  35.     print(dir(user))
  36. 输出：['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'get_age', 'name', 'school_name']
  37.  
  38. 例三：
  39. class Person:
  40.     "person!"
  41.     name="User"
  42.  
  43. class Student(Person):
  44.     def __init__(self,school_name):
  45.         self.school_name=school_name
  46.  
  47. if __name__=="__main__":
  48.     user=Student("小学")
  49.     a=[1,2] # list的魔法函数
  50.     print(dir(a))
  51. 输出：['__add__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

Super函数

  1. 例一：
  2. class A:
  3.     def __init__(self):
  4.         print("A")
  5.  
  6. class B(A):
  7.     def __init__(self):
  8.         print("B")
  9.         
  10. if __name__=="__main__":
  11.     b=B()
  12. 输出B
  13.  
  14. 例二：
  15. class A:
  16.     def __init__(self):
  17.         print("A")
  18.  
  19. class B(A):
  20.     def __init__(self):
  21.         print("B")
  22.         super().__init__()  # python 2中：super(B,self).__init__()
  23.  
  24. if __name__=="__main__":
  25.     b=B()
  26. 输出B
  27. A
  28.  
  29. 例三：
  30. from threading import Thread
  31.  
  32. class MyThread(Thread):
  33.     def __init__(self,name,user):
  34.         self.name=name
  35.         self.user=user
  36.         super.__init__(name=name)
  37.  
  38. class A:
  39.     def __init__(self):
  40.         print("A")
  41.  
  42. class B(A):
  43.     def __init__(self):
  44.         print("B")
  45.         super().__init__()  # python 2中：super(B,self).__init__()
  46. class C(A):
  47.     def __init__(self):
  48.         print("C")
  49.         super().__init__()
  50. class D(B,C):
  51.     def __init__(self):
  52.         print("D")
  53.         super(D,self).__init__()
  54.  
  55. if __name__=="__main__":
  56.     print(D.__mro__)
  57.     b=D()
  58. 输出：
  59. (<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
  60. D
  61. B
  62. C
  63. A

上下文管理器协议

  1. #例一：try except finally
  2. def exe_try():
  3.     try:
  4.         print ("code started")
  5.         raise KeyError
  6.         return 1
  7.     except KeyError as e:
  8.         print ("key error")
  9.         return 2
  10.     else:
  11.         print ("other error")
  12.         return 3
  13.     finally:
  14.         print ("finally")
  15.         # return 4
  16.  
  17. if __name__ == "__main__":
  18.     result = exe_try()
  19.     print (result)
  20.  
  21. 输出：
  22. code started
  23. key error
  24. finally
  25. 2
  1. #例二：上下文管理器协议
  2. class Sample:
  3.     def __enter__(self):
  4.         print ("enter")
  5.         #获取资源
  6.         return self
  7.     def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
  8.         #释放资源
  9.         print ("exit")
  10.     def do_something(self):
  11.         print ("doing something")
  12.  
  13. with Sample() as sample:
  14.     sample.do_something()
  15.  
  16. 输出：
  17. enter
  18. doing something
  19. exit

contextlib简化上下文管理器

  1. import contextlib
  2.  
  3. @contextlib.contextmanager
  4. def file_open(file_name):
  5.     print ("file open")
  6.     yield {}
  7.     print ("file end")
  8.  
  9. with file_open("bobby.txt") as f_opened:
  10.     print ("file processing")
  11.  
  12. 输出：
  13. file open
  14. file processing
  15. file end