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在 Jupyter Notebook/Lab 中学习 Python 类和对象

在 Jupyter Notebook/Lab 中，有几种方法可以探索和了解 Python 类和对象。以下是一些有效的技巧和方法，帮助新手快速入门。

1. 使用 ? 魔法命令

查看类的详细帮助信息：

from modulus.sym.domain.monitor import PointwiseMonitor
PointwiseMonitor?

2. 使用 ?? 魔法命令

显示更详细的源代码：

PointwiseMonitor??

3. 使用 dir()

查看对象的方法和属性：

dir(PointwiseMonitor)

4. 使用 help() 函数

获取函数或类的帮助信息：

help(PointwiseMonitor)

5. 使用 inspect 模块

查看类的签名

import inspect
print(inspect.signature(PointwiseMonitor.__init__))

查看源代码

print(inspect.getsource(PointwiseMonitor))

6. Tab 补全和交互式探索

创建一个实例并使用 Tab 键查看可用的方法和属性：

monitor = PointwiseMonitor(...) # 实际使用时需要提供正确的参数
monitor.<Tab>  # 在 Jupyter 中输入 monitor. 后按下 Tab 键

7. 查看继承关系

打印继承的父类：

print(PointwiseMonitor.__bases__)

8. IPython 内置的文档查看

在 IPython/Jupyter 中查看文档：

%pdoc PointwiseMonitor

9. 理解继承和方法的可用性 (以 Line 类为例)

在面向对象编程中，子类会继承父类的方法。例如，modulus.sym.geometry.primitives_2d.Line 类继承自 modulus.sym.geometry.geometry.Geometry 类。这意味着 Line 的实例可以调用 Geometry 类中定义的方法，例如 sample_boundary。

示例：

from modulus.sym.geometry.primitives_2d import Line# 创建 Line 对象
pipe_inlet = Line((2.5, -1), (2.5, 0))# 尽管 vars(pipe_inlet) 不会显示 sample_boundary，但它仍然可以调用，因为它继承自 Geometry 类
# 使用 dir(pipe_inlet) 可以看到 sample_boundary 方法
print(dir(pipe_inlet))# 采样边界点
sample_dictionary = pipe_inlet.sample_boundary(nr_points=50)
print(sample_dictionary)

如何确定一个对象拥有哪些方法？

• 查看文档： 阅读相关类的文档，了解其方法。
• 使用 help() 函数： 例如 help(Line) 可以查看 Line 类的详细信息。
• 使用 dir() 函数： 例如 dir(Line) 可以列出 Line 对象或类的所有属性和方法。
• IDE 的代码提示： 许多 IDE 具有代码提示功能，可以自动列出对象可以调用的方法。

实用的 Jupyter 魔法命令

• %pdoc : 查看文档
• %psource : 查看源代码
• %pinfo : 查看对象详细信息

推荐的探索顺序

1. PointwiseMonitor? 查看基本文档
2. PointwiseMonitor?? 查看详细源代码
3. dir(PointwiseMonitor) 列出所有方法
4. 创建实例，探索具体用法

示例完整探索

# 导入
from modulus.sym.domain.monitor import PointwiseMonitor# 查看帮助
PointwiseMonitor?# 查看详细信息
help(PointwiseMonitor)# 探索方法
print(dir(PointwiseMonitor))# 查看签名
import inspect
print(inspect.signature(PointwiseMonitor.__init__))

这些方法可以帮助你在 Jupyter 中全面了解 PointwiseMonitor 类的用法和结构，以及其他类例如Line的继承关系和方法调用。希望这份笔记对你有帮助!