python3入门笔记六之面向对象编程

简介: 这是我参与更文挑战的第24天,活动详情查看: 更文挑战不知不觉也来到python的面向对象教程阶段了😄,看到这几个字立刻就想到这个面向对象的三大特征 1. 封装 2. 继承 3. 多态面向对象编程 Object Oriented Programming,简称OOP面向对象和面向过程的区别

这是我参与更文挑战的第24天,活动详情查看: 更文挑战


不知不觉也来到python的面向对象教程阶段了😄,看到这几个字立刻就想到这个面向对象的三大特征 1. 封装 2. 继承 3. 多态


面向对象编程 Object Oriented Programming,简称OOP


面向对象和面向过程的区别


区别就是有木有对象 哈哈,面向对象都是通过这个对象去传递消息的, 例如 写代码时,面向对象都是先考虑有没有这个对象,没有的话要去创建这个对象(Object),而对象是类(Class)里面的一个实例(Instance), 在这个类里会有该类对象的特有属性,还有行为(方法)。 而面向过程呢,没有这个类和对象的概念,代码里出现的都是封装好的函数和变量。


例如打印学生的成绩 面向过程:


std1 = { 'name': 'Michael', 'score': 98 }
std2 = { 'name': 'Bob', 'score': 81 }
def print_score(std):
    print('%s: %s' % (std['name'], std['score']))
复制代码


面向对象:


class Student(object):
    age=18 # 类属性
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name # 实例属性
        self.score = score # 实例属性
    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.name, self.score))
bart = Student('Bart Simpson', 59)
lisa = Student('Lisa Simpson', 87)
print(bart) # <__main__.Student object at 0x000001F7D6996DF0>
bart.print_score() # Bart Simpson: 59
lisa.print_score() # Lisa Simpson: 87
print(Student.age) # 18
print(bart.age)     # 18
复制代码


从上面这个面向对象的例子中,


  1. class Student(object): 表示一个Student类,继承object类,类名一般首字母大写,和java一样.


  1. print(bart) 可以看到该对象是属于Student类,内存地址为后面的0x000001F7D6996DF0


  1. def __init__(self, name, score):方法(注意是双下划线)


注意到__init__方法的第一个参数永远是self,表示创建的实例本身,因此,在__init__方法内部,就可以把各种属性绑定到self,因为self就指向创建的实例本身


  1. 有java构造器的feel,不同的是每个方法的第一个参数都是self


  1. 实例属性: 通过实例变量或者self进行绑定


  1. 类属性: 如上age=18


访问限制(封装)


private变量:双下划线开头并且不能以双下划线结尾的 (不能直接访问) 特殊变量:   双下划线开头并且以双下划线结尾 (能直接访问)


有些时候,你会看到以一个下划线开头的实例变量名,比如_name,这样的实例变量外部是可以访问的,但是,按照约定俗成的规定,当你看到这样的变量时,意思就是,“虽然我可以被访问,但是,请把我视为私有变量,不要随意访问”。 双下划线开头的实例变量是不是一定不能从外部访问呢?其实也不是。不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name,所以,仍然可以通过_Student__name来访问__name变量:


网络异常,图片无法展示
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通过将变量私有化,提供get/set方法去获取/设置这个变量,来提高程序的健壮性(毕竟在方法中可以对参数进行处理)。


class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.__name = name
        self.__score = score
    def print_score(self):
        print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
    def get_score(self):
        return self.__score
    def set_score(self, score):
        self.__score = score
bart = Student('Bart Simpson', 59)
print(bart.__name) # 'Student' object has no attribute '__name'
print(bart._Student__name) # Bart Simpson
bart.set_score(88)
print(bart.get_score()) #88
复制代码


继承


被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)。 例子:父类:Animal,子类Dog


class Animal(object):
    __age=1
    def run(self):
        print('Animal is running...')
    def set_age(self,age):
        self.__age=age
    def get_age(self):
        return self.__age
class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('Dog is running...')
class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('Cat is running...')
d=Dog()
d.run()
d.set_age(2)
print(d.get_age())
print(d.__age)
复制代码


额,这个python的写法确实好简洁呀!直接将括号中的类改掉即可。


继承和java的一样,继承就有了父类的公有属性和方法,毕竟私有的访问不了。


多态


什么是多态呢? 多态是指事物的多种形态。比如上面的这个动物例子,动物都会跑,但是猫和狗的跑的方法是不一样的。


额。。这个java有重载和重写,分别对应编译时的多态和运行时的多态。但是这个python是解释型的。。这个应该就只有运行时的多态。


运行时的多态,这个可是面向对象最精髓的东西了。


多态的好处就是,当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时,我们只需要接收Animal类型就可以了,因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型,然后,按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是Animal类或者子类,就会自动调用实际类型的run()方法,这就是多态的意思

来感受下这个例子: 定义一个函数,接受animal类型


def run_twice(animal):
    animal.run()
    animal.run()
run_twice(Animal())
# Animal is running...
# Animal is running...
run_twice(Dog())
# Dog is running...
# Dog is running...
复制代码


运行时的多态的两个特点:


  1. 方法重写


  1. 父类引用指向子类对象


静态语言VS动态语言


对于静态语言(例如Java)来说,如果需要传入Animal类型,则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类,否则,将无法调用run()方法。 对于Python这样的动态语言来说,则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了:


🤨


这就是动态语言的“鸭子类型”,它并不要求严格的继承体系,一个对象只要“看起来像鸭子,走起路来像鸭子”,那它就可以被看做是鸭子。Python的“file-like object“就是一种鸭子类型。对真正的文件对象,它有一个read()方法,返回其内容。但是,许多对象,只要有read()方法,都被视为“file-like object“。许多函数接收的参数就是“file-like object“,你不一定要传入真正的文件对象,完全可以传入任何实现了read()方法的对象。


注意:动态语言的鸭子类型特点决定了继承不像静态语言那样是必须的。


获取对象信息


type()


用于判断对象类型, 返回对应的Class类型 判断一个对象是否是函数,可以使用types模块中定义的常量


import types
print(type(123))  #<class 'int'>
print(type('hello world'))  #<class 'str'>
print(type(abs))  #<class 'builtin_function_or_method'>
def fn():
    pass 
print(type(fn)) #<class 'function'>
print(types.BuiltinFunctionType) #<class 'builtin_function_or_method'>
print(types.FunctionType) #<class 'function'>
复制代码


isinstance()


这个之前就用得很多啦,


print(isinstance('hello',str)) # True
# 是不是其中的一种类型
print(isinstance('hello',(int,list,str))) # True
复制代码


能用type()判断的基本类型也可以用isinstance()判断 总是优先使用isinstance()判断类型,可以将指定类型及其子类“一网打尽”


dir()


获得一个对象的所有属性和方法,,它返回一个包含字符串的list


print(dir(str))
 ['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isascii', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']
复制代码


上面的特殊变量 比如__len__方法返回长度。在Python中,如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度,实际上,len()函数内部,它自动去调用该对象的__len__()方法,所以,下面的代码是等价的:


len('ABC') # 3
'ABC'.__len__() # 3
# 重写len方法
class MyDog(object):
    def __len__(self):
        return 10
len(MyDog()) #10
复制代码


getattr()、setattr()以及hasattr()


直接操作一个对象的状态: 要注意的是,只有在不知道对象信息的时候,我们才会去获取对象信息。


len('ABC')
'ABC'.__len__()
class MyDog(object):
    def __init__(self):
        self.x=9
    def power(self):
        return self.x**2
    def __len__(self):
        return 10
d=MyDog()
print(len(d)) #  10
print(d.x) # 9
print(hasattr(d,'x')) # True
if(not hasattr(d,'y')):
    setattr(d,'y',100)
print('y is {}'.format(getattr(d,'y'))) # y is 100
# 试图获取不存在的属性,会抛出AttributeError的错误:
print('z is {}'.format(getattr(d,'z'))) # AttributeError: 'MyDog' object has no attribute 'z'
print('z is {}'.format(getattr(d,'z',222))) # 可以给个默认值 222 ,不存在时返回。
fn=getattr(d,'power') # 可以获取函数
print(d.power()) #81
print(fn()) # 81
复制代码


正确用法


假设我们希望从文件流fp中读取图像,我们首先要判断该fp对象是否存在read方法,如果存在,则该对象是一个流,如果不存在,则无法读取。hasattr()就派上了用场。 请注意,在Python这类动态语言中,根据鸭子类型,有read()方法,不代表该fp对象就是一个文件流,它也可能是网络流,也可能是内存中的一个字节流,但只要read()方法返回的是有效的图像数据,就不影响读取图像的功能。


def readImage(fp):
    if hasattr(fp, 'read'):
        return readData(fp)
    return None




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