python 面向对象（进阶篇）详解！

上一篇《Python 面向对象（初级篇）》文章介绍了面向对象基本知识：

• 面向对象是一种编程方式，此编程方式的实现是基于对 类 和 对象 的使用
• 类 是一个模板，模板中包装了多个“函数”供使用（可以讲多函数中公用的变量封装到对象中）
• 对象，根据模板创建的实例（即：对象），实例用于调用被包装在类中的函数
• 面向对象三大特性：封装、继承和多态

本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员。

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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字段的定义和使用

字段的定义和使用

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 = namedef ord_func(self):""" 定义普通方法，至少有一个self参数 """# print self.nameprint '普通方法'@classmethoddef class_func(cls):""" 定义类方法，至少有一个cls参数 """print '类方法'@staticmethoddef 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()
方法的定义和使用

方法的定义和使用

**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

# ############### 定义 ###############
class Foo:def func(self):pass# 定义属性@propertydef prop(self):pass
# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()foo_obj.func()
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 @propertydef start(self):val = (self.current_page - 1) * self.per_itemsreturn val@propertydef end(self):val = self.current_page * self.per_itemsreturn 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）

# ############### 定义 ###############    
class Goods:@propertydef 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

# ############### 定义 ###############
class Goods(object):@propertydef price(self):print '@property'@price.setterdef price(self, value):print '@price.setter'@price.deleterdef 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

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@propertydef price(self):# 实际价格 = 原价 * 折扣new_price = self.original_price * self.discountreturn new_price@price.setterdef price(self, value):self.original_price = value@price.deltterdef price(self, value):del self.original_priceobj = 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

静态字段方式，创建值为property对象的静态字段

当使用静态字段的方式创建属性时，经典类和新式类无区别

class Foo:def get_bar(self):return 'wupeiqi'BAR = property(get_bar)obj = Foo()
reuslt = obj.BAR        # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值
print reuslt

View Code

property的构造方法中有个四个参数

• 第一个参数是方法名，调用 对象.属性 时自动触发执行方法
• 第二个参数是方法名，调用 对象.属性 ＝ XXX 时自动触发执行方法
• 第三个参数是方法名，调用 del 对象.属性 时自动触发执行方法
• 第四个参数是字符串，调用 对象.属性.__doc__ ，此参数是该属性的描述信息

class Foo：def get_bar(self):return 'wupeiqi'# *必须两个参数def set_bar(self, value): return return 'set value' + valuedef del_bar(self):return 'wupeiqi'BAR ＝ property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...')obj = Foo()obj.BAR              # 自动调用第一个参数中定义的方法：get_bar
obj.BAR = "alex"     # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“alex”当作参数传入
del Foo.BAR          # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法
obj.BAE.__doc__      # 自动获取第四个参数中设置的值：description...

View Code

由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式，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 = 0.8def get_price(self):# 实际价格 = 原价 * 折扣new_price = self.original_price * self.discountreturn new_pricedef set_price(self, value):self.original_price = valuedef del_price(self, value):del self.original_pricePRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...')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

注意：Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式创建的属性

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.nameclass D(C):def show(self):print C.nameC.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

class C:name = "公有静态字段"def func(self):print C.nameclass D(C):def show(self):print C.nameC.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

class C:__name = "公有静态字段"def func(self):print C.__nameclass D(C):def show(self):print C.__nameC.__name       # 类访问            ==> 错误obj = C()
obj.func()     # 类内部可以访问     ==> 正确obj_son = D()
obj_son.show() # 派生类中可以访问   ==> 错误私有静态字段

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。

class C:def __init__(self):self.foo = "公有字段"def func(self):print self.foo 　#　类内部访问class D(C):def show(self):print self.foo　＃　派生类中访问obj = C()obj.foo     # 通过对象访问
obj.func()  # 类内部访问obj_son = D();
obj_son.show()  # 派生类中访问公有字段

公有字段

class C:def __init__(self):self.__foo = "私有字段"def func(self):print self.foo 　#　类内部访问class D(C):def show(self):print self.foo　＃　派生类中访问obj = C()obj.__foo     # 通过对象访问    ==> 错误
obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确obj_son = D();
obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误私有字段

私有字段

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):passprint 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

lib/aa.py

from lib.aa import Cobj = 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 = nameself.age = 18obj = 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

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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):passdef __call__(self, *args, **kwargs):print '__call__'obj = Foo() # 执行 __init__
obj()       # 执行 __call__

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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 = nameself.count = countdef 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
# 输出：wupeiqi

View Code

8、__getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):def __getitem__(self, key):print '__getitem__',keydef __setitem__(self, key, value):print '__setitem__',key,valuedef __delitem__(self, key):print '__delitem__',keyobj = Foo()result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__
obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自动触发执行 __setitem__
del obj['k1']           # 自动触发执行 __delitem__

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

该三个方法用于分片操作，如：列表

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):def __getslice__(self, i, j):print '__getslice__',i,jdef __setslice__(self, i, j, sequence):print '__setslice__',i,jdef __delslice__(self, i, j):print '__delslice__',i,jobj = Foo()obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

10. __iter__

用于迭代器，之所以列表、字典、元组可以进行for循环，是因为类型内部定义了 __iter__

class Foo(object):passobj = Foo()for i in obj:print i# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable
第一步

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):def __iter__(self):passobj = Foo()for i in obj:print i# 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
第二步

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-class Foo(object):def __init__(self, sq):self.sq = sqdef __iter__(self):return iter(self.sq)obj = Foo([11,22,33,44])for i in obj:print i第三步

以上步骤可以看出，for循环迭代的其实是 iter([11,22,33,44]) ，所以执行流程可以变更为：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-obj = iter([11,22,33,44])for i in obj:print i

class Foo(object):def __init__(self):passobj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

For循环语法内部

11. __new__ 和 __metaclass__

阅读以下代码：

class Foo(object):def __init__(self):passobj = Foo()   # obj是通过Foo类实例化的对象

上述代码中，obj 是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 obj 是一个对象，Foo类本身也是一个对象，因为在Python中一切事物都是对象。

如果按照一切事物都是对象的理论：obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建，那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

print type(obj) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 对象由Foo类创建
print type(Foo) # 输出：<type 'type'>              表示，Foo类对象由 type 类创建

所以，obj对象是Foo类的一个实例，Foo类对象是 type 类的一个实例，即：Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么，创建类就可以有两种方式：

a). 普通方式

class Foo(object):def func(self):print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):print 'hello wupeiqi'Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
#type第一个参数：类名
#type第二个参数：当前类的基类
#type第三个参数：类的成员

＝＝》 类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的创建类？类又是如何创建对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 创建的过程。

class MyType(type):def __init__(self, what, bases=None, dict=None):super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)def __call__(self, *args, **kwargs):obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)self.__init__(obj)class Foo(object):__metaclass__ = MyTypedef __init__(self, name):self.name = namedef __new__(cls, *args, **kwargs):return object.__new__(cls, *args, **kwargs)# 第一阶段：解释器从上到下执行代码创建Foo类
# 第二阶段：通过Foo类创建obj对象
obj = Foo()

View Code

以上就是面向对象进阶篇的所有内容，喜欢的朋友点个赞吧，这对我真的重要！

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End