python基础-09-面向对象、装饰器

冷不防 2022-06-06 09:42 126阅读 0赞

# 面向对象 #

*  **类概念**
 *  **类的定义**
 *  **类的实例化**
 *  **类和实例的属性**
 *  **类的私有变量**
 *  **数据封装**
 *  **继承**
 *  **多态**
 *  **多继承**
 *  **类的特殊方法**
 *  **装饰器**
 *  **类的装饰器**

##### 1.面向对象(Object Oriented,OO)概念 #####

面向对象，是我们编程的一种思维。
    早期的计算机编程是基于面向过程的方法，例如实现算术运算1+1+2 = 4，通过设计一个算法就可以解决当时的问题。
    通过面向对象的方法，更利于用人理解的方式，对复杂系统进行分析、设计与编程。
    同时也提高了系统的可维护性，可扩展性，可重用性。
    （就是使编程的思维，更接近与人的思维和认知）
    
    面向对象编程的关键，就是类的定义。
    类是对现实生活中一类具有共同特征的事物的抽象。

##### 2.类的定义 #####

基本形式：
        class ClassName(object):
            Statement
    
    1.class定义类的关键字 2.ClassName类名，类名的每个单词的首字母大写（驼峰规则）。 3.object是父类名，object是一切类的基类。在python3中如果继承类是基类可以省略不写。 ''' class Animal(object):
        pass
    ''' '''
    重点：学会定义类，了解属性和方法，类的初始化和实例化。
    定义类时，这种方法可以使类对象实例按某种特定的模式生产出来。
    ''' #类方法： 后面的参数中第一个参数我们约定俗成的为self参数名， self代表的是在类实例化后这个实例对象本身。 '''
    class Animal: 
        #构造方法，实例化对象，必须调用__init__
        #在初始化的时候，默认往构造方法，传入一个值
        #self是实例化对象本身
        def __init__(self): 
            print("正在实例化一个对象")
        def test(self):#实例化对象调用方法，必须加上self
            print("aaa")
        def test1(self,b):#第一个参数默认是self参数，不需要传值
            print("方法;test1,self=%s"%(type(self)))
        def test2():#未加self参数，只能通过 Animal.test2()直接调用，实例化对象无法调用
            print("方法;test2")
    运行结果：
    >>> Animal().test1(1111)
    正在实例化一个对象
    方法;test1,self=<class '__main__.Animal'> ''' ''' class Animal:   #当我们没有写__init__()，默认调用我们父类的__init__
        def test(self):
            print("aaa")
    ''' 初始化函数除了有self这个参数表示实例对象本身之外， 其他的参数的定义也遵循函数的必备参数和默认参数一样的原则， 必备参数就是在实例化是一定要传入的参数， 默认参数就是在定义时可以给这个参数一个初始值。没有函数名的函数

##### 3.类的实例化 #####

基本形式：实例对象名 = 类名（参数）
    
        在实例化的过程中，self代表的就是这个实例对象自己。
    
        实例化时会把类名后面接的参数传进去赋值给实例，
        这样传进去的参数就成为了这个实例对象的属性。
    
        实例化的过程遵循函数调用的原则。
        在实例化时也必须个数和顺序与定义时相同（使用关键字参数可以改变传参的顺序）。
        当初始化函数定义时使用了默认参数时，在实例化时默认参数可以不传参这时
        这个实例对象就会使用默认的属性，如果传了参数进去则会改变这参数值，
        使实例化对象的属性就为你传进来的这个参数。
    
        isinstance(实例名，类名)
        判断一个实例是不是这个类的实例。

##### 4.类和实例的属性 #####

类属性
                .类属性是可以直接通过“类名.属性名”来访问和修改。
                .类属性是这个类的所有实例对象所共有的属性，
                任意一个实例对象都可以访问并修改这个属性（私有隐藏除外）。
                .对类属性的修改，遵循基本数据类型的特性：列表可以直接修改，字符串不可以，
                所以当类属性是一个列表时，通过任意一个实例对象对其进行修改。
                但字符串类型的类属性不能通过实例对象对其进行修改。
                当实例对不可变对象进行修改之后，会查找实例的类属性，不会查找类的属性，同时类的属性不会边
    
            实例属性
                .在属性前面加了self标识的属性为实例的属性。
                .在定义的时候用的self加属性名字的形式，在查看实例的属性时
                就是通过实例的名称+‘.’+属性名来访问实例属性。
    ''' class Aniaml: eye=2 #共有的属性 def __init__(self,name,food): print("正在实例化") self.name=name #实例化属性 self.food=food def getName(self): print(self.name) 运行： >>> dog=Aniaml("大黄","骨头") 实例化属性调用： >>> dog.name #调用实例属性 '大黄' 类属性调用： >>>Aniaml.eye >>> dog.eye '''
    
            一些说明：
                .一般，方法第一个参数被命名为self,，这仅仅是一个约定，
                self没有特殊含义，程序员遵循这个约定。
                .查看类中的属性和实例属性可以调用__dict__方法返回属性组成的字典。
                .Python中属性的获取是按照从下到上的顺序来查找属性
                .Python中的类和实例是两个完全独立的对象
                .Python中的属性设置是针对对象本身进行的

##### 5.类的私有属性和方法 #####

在Python中，通过单下划线”_”来实现模块级别的私有化，
           一般约定以单下划线”_”开头的变量、函数为模块私有的，
           也就是说”from moduleName import *”将不会引入以单下划线”_”开头的变量、函数
           ''' import random #显示所有的方法，属性 from random import * #只显示 '''
    
            对于Python中的类属性，可以通过双下划线”__”来实现一定程度的私有化。
            _”和” __”的使用 更多的是一种规范/约定，并没有真正达到限制的目的：
    
            “_”：以单下划线开头只能允许其本身与子类进行访问，(起到一个保护的作用)
            “__”：双下划线的表示的是私有类型的变量。这类属性在运行时属性名会加上单下划线和类名。
            “__foo__”：以双下划线开头和结尾的（__foo__）代表python里特殊方法专用的标识，如 __init__（）
            ''' class Aniaml: eye=2 _age=3 __leg=4 def __init__(self,name,food): self.name=name self.food=food def getName(self): print(self.name) >>> dog._age #单_会隐藏属性名称 >>> dog._Aniaml__leg #双_会隐藏属性名称，双_会修改属性的名称 '''

#### 6.数据封装 ####

在类里面数据属性和行为函数的形式封装起来，
        访问时直接调用，不需知道类里面具体的实现方法。 比如，list.append
        封装：
        def test2():
               print("方法;test2")

##### 7.继承 #####

用法：
        .在定义类时，可以从已有的类继承，
        被继承的类称为基类（父类），新定义的类称为派生类（子类）。
    
        .在类中找不到调用的属性时就搜索基类，
         如果基类是从别的类派生而来，这个规则会递归的应用上去。
         反过来不行。
    
        .如果派生类中的属性与基类属性重名，那么派生类的属性会覆盖掉基类的属性。
         包括初始化函数。
    
        .派生类在初始化函数中需要继承和修改初始化过程，
         使用’类名+__init__(arg)’来实现继承和私有特性,也可以使用super()函数。
    
        issubclass(类名1，类名2)
        判断类1是否继承了类2
    
    作用：
        面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。
        继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。
    
        子类在重写父类方法之后，如果要继承父类方法中的功能，要先调用父类的方法  class.fun(self) ''' class Aniaml:
        eye=2
        _age=3
        __leg=4
        def __init__(self,name,food):
            self.name=name
            self.food=food
        def getName(self):
            print(self.name)
    
    class People(Aniaml):#继承
        __leg=2
        def __init__(self,name,food,sex):
            self.name=name
            self.food=food
            self.sex=sex
        def getSex(self):
            print(self.sex)
    '''

#### 8.多态 ####

当派生类重写了基类的方法时就实现了多态性。(子类重写父类方法)
    class Aniaml:
        eye=2
        _age=3
        __leg=4
        def __init__(self,name,food):
            self.name=name
            self.food=food
        def getName(self):
            print(self.name)
    
    class People(Aniaml):
        __leg=2
        def __init__(self,name,food,sex):
            self.name=name
            self.food=food
            self.sex=sex
        def getSex(self):
            print(self.sex)
        def speak(self):
            print("adsfsfd")
    
    class Chinese(People):#中国人 
        def speak(self):#中国文说你好
            print("你好"
    
    class America(People):#美国人
        def speak(self):#美国人说Hello
            print("Hello")
    
    class Thai(People):#泰国人
        def speak(self):#泰国人说萨瓦迪卡
            print("萨瓦迪卡")
    
    xiaomi=Chinese("小明","米饭","男")
    jack=America("jack","面包","男")
    lala=Thai("lala","香蕉","未知")

##### 9.多继承 #####

#当继承的类有同种方法的时候，只会继承前面一个的方法。调用父类方法super()
    class Base:
        def play(self):
            print("This is base")
    
    class A(Base):
        def play(self):
            print(type(self))
            print("This is a")
    class B(Base):
        def play(self):
            print("This is b")
    class C(A,B):
        def play(self):
            #A.play(self) #第一种调用父类的方法
            super().play()#第二种调用父类的方法，同super(C,self).play()
            #super(C,self).play()
            print("This is c")
    运行效果：
    <class '__main__.C'> This is a This is c #对象的扩展使用 #C().__class__.mro() 查看对象的排序 #C(B,A) C->B->A->Base->object 针对C继承对象排序 #C(A,B) C->A->B->Base->object 针对C继承对象排序 class C(B,A):
        def play(self):
            #super(A,self).play() #调用base
            super(B,self).play()  #调用a
    >>> C().__class__.mro()  #C->B->A->Base->object 针对C继承对象排序
    [<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.Base'>, <class 'object'>]

##### 10.类的特殊方法 #####

千万不要把自己往死胡同里面逼，否则你会走火入魔
    ''' class Rectangle: '''测试''' aaa=1 def __init__(self,length,width): if isinstance(length,(int,float)) and isinstance(width,(int,float)): self.length=length self.width=width else: print("请输入int or float") def area(self): return self.length*self.width def __str__(self): return "这个长方形的面积%s"%self.area() def __repr__(self): return "长：%s 宽：%s"%(self.length,self.width) def __call__(self): print("这是一个Rectangle类，你要干嘛") def __add__(self,other): return self.area()+other.area() def __sub__(self,other): return self.area()-other.area() r=Rectangle(2,3) r1=Rectangle(2,3) r2=Rectangle(2,3) '''
    
    #类属性：
    __dict__     # 类的属性（包含一个字典，由类的数据属性组成）
    
    
    >>> r.__dict__
    {
       'length': 2, 'width': 3}
    >>> r.aaa=33
    >>> r.__dict__  
    #注意，共有属性，当不修改时，默认引用Rectangle
    #修改之后，才会出现再实例里面
    {
       'length': 2, 'width': 3, 'aaa': 33}
    
    __doc__     # 类的文档字符串
    >>> r.__doc__
    '测试'
    
    #类方法：（魔法方法） ,方法也是对象
        __init__    # 初始化
        __repr__    # 直接返回这个对象 repr() 函数就是调用对象的这个方法
        >>> r
        长：2 宽：3
    
        __str__     # print(obj) 如果类里面定义了__repr__，没有定义__str__ print(obj)也会返回__repr__的内容，或者说__repr__的优先级更高
        >>> print(r) #重写print方法了
        这个长方形的面积6
        "%s"%"ssss"  对应  __str__
        "%r"%"rrrr"  对应 __repr__
    
        __call__    # Obj() 使实例可被调用
        >>> r()
        这是一个Rectangle类，你要干嘛
    
    #运算符方法
        __add__(self,other)     #x+y
        >>> r1+r2
        12
    
        __sub__(self,other)     #x-y 
        __mul__(self,other)     #x*y 
        __mod__(self,other)     #x%y
        __iadd__(self,other)    #x+=y
        __isub__(self,other)    #x-=y 
        __radd__(self,other)    #y+x
        __rsub__(self,other)    #y-x 
        __imul__(self,other)    #x*=y 
        __imod__(self,other)    #x%=y 
    
    #和类有关的几个函数 
        delattr()        # 删除对象属性
        getattr()        # 得到某个属性值
        setattr()        # 给对象添加某个属性值
        hasattr()          # 判断对象object是否包含名为name的特性
        isinstance()      # 检查对象是否是类的对象，返回True或False
        issubclass()      # 检查一个类是否是另一个类的子类。返回True或False

##### 11.装饰器 #####

装饰器（deco）：
        装饰函数的参数是被装饰的函数对象，返回原函数对象装饰器本质上是一个Python函数，它可以让其他函数在不需要做任何代码变动的前提下增加额外功能，装饰器的返回值也是一个函数对象
        概括的讲，装饰器的作用就是为已经存在的对象添加额外的功能。
    
    def f1(func):
        print("f1 running")
        def f2(y):
            print("f2 running")
            return func(y)+1
        return f2
    @f1
    def gun2(m):
        print("gun running")
        return m*m
    #运行结果
    f1 running
    >>> gun2(5)
    f2 running
    gun running
    26
    运行流程
    1.@f1->f1(gun2)->f2
    2.f2，等待调用
    3.gun2(2)->当参数5传入->f2(5)
    4.f2(5)，开始运行->print("f2 running")->fun(y):func=gun2 y=5
    5.gun2(5) 开始运行->print("gun running")->25
    6.25+1=26
    
    #测试时间的装饰器
    import time  #不要纠结
    
    def run_time(func):
        def new_fun():
            t0 = time.time()
            print('star time: %s'%(time.strftime('%x',time.localtime())) )
            func()
            print('end time: %s'%(time.strftime('%x',time.localtime())) )
            print('run time: %s'%(time.time() - t0))
    
        return new_fun
    
    
    
    @run_time
    def test():
        for i in range(1,10):
            for j in range(1,i+1):
                print('%dx%d=%2s'%(j,i,i*j),end = ' ')
            print ()

##### 12.类装饰器 #####

''' class Rectangle: '''测试''' aaa=1 def __init__(self,length,width): if isinstance(length,(int,float)) and isinstance(width,(int,float)): self.length=length self.width=width else: print("请输入int or float") @property #可以把方法当属性使用 def area(self): return self.length*self.width @staticmethod #把方法变成静态方法 def func(): print("可以调用") @classmethod #把实例化对象转换成类 def show(self): print(self) print("show fun") >>> Rectangle(2,3).area 6 '''
    
    @property 
        装饰过的函数返回的不再是一个函数，而是一个property对象
        装饰过后的方法不再是可调用的对象，可以看做数据属性直接访问。
    
    
    @staticmethod #（静态方法）
        把没有参数的函数装饰过后变成可被实例调用的函数，      
        函数定义时是没有参数的，可以不接收参数
    
    @classmethod （类方法）
        把装饰过的方法变成一个classmethod类对象，既能能被类调用又能被实例调用。
        注意参数是cls代表这个类本身。而是用实例的方法只能被实例调用。     
    
    一般来说，要使用某个类的方法，需要先实例化一个对象再调用方法。
    而使用@staticmethod或@classmethod，就可以不需要实例化，直接类名.方法名()来调用。
    这有利于组织代码，把某些应该属于某个类的函数给放到那个类里去，同时有利于命名空间的整洁
    ''' #类装饰器 '''
    class Test_Class():
        def __init__(self,func):
            self.func=func
        def __call__(self):
            print("类")
            return self.func
    @Test_Class
    def fun_test():
        print("这只是一个测试")
    运行：
    >>> fun_test()
    类
    <function fun_test at 0x033081E0>
    >>> fun_test()()
    类
    这只是一个测试
    #python自带的3个，类的内置装饰器