5.面向对象 类的成员

一. 细分类的组成成员

之前咱们讲过类大致分两块区域,如下图所示:

5.面向对象 类的成员_第1张图片

每个区域详细划分又可以分为:

class A:

    company_name = '老男孩教育'  # 静态变量(静态字段)
    __iphone = '1353333xxxx'  # 私有静态变量(私有静态字段)


    def __init__(self,name,age): #特殊方法

        self.name = name  #对象属性(普通字段)
        self.__age = age  # 私有对象属性(私有普通字段)

    def func1(self):  # 普通方法
        pass

    def __func(self): #私有方法
        print(666)


    @classmethod  # 类方法
    def class_func(cls):
        """ 定义类方法,至少有一个cls参数 """
        print('类方法')

    @staticmethod  #静态方法
    def static_func():
        """ 定义静态方法 ,无默认参数"""
        print('静态方法')

    @property  # 属性
    def prop(self):
        pass

二. 类的私有成员

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访问限制不同

静态字段(静态属性)

  • 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.name

class D(C):

    def show(self):
        print C.name


C.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

公有静态属性(字段)

class C:

    __name = "私有静态字段"

    def func(self):
        print C.__name

class D(C):

    def show(self):
        print C.__name


C.__name       # 不可在外部访问

obj = C()
obj.__name  # 不可在外部访问
obj.func()     # 类内部可以访问   

obj_son = D()
obj_son.show() #不可在派生类中可以访问  

私有静态字段

私有静态属性(字段)

普通字段(对象属性)

  • 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;
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

公有普通字段

公有对象属性

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

私有普通字段

私有对象属性

方法:

  • 公有方法:对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
  • 私有方法:仅类内部可以访问;
class C:

    def __init__(self):
        pass
    
    def add(self):
        print('in C')

class D(C):

    def show(self):
        print('in D')
        
    def func(self):
        self.show()
obj = D()
obj.show()  # 通过对象访问   
obj.func()  # 类内部访问    
obj.add()  # 派生类中访问  

公有方法

公有方法

class C:

    def __init__(self):
        pass

    def __add(self):
        print('in C')

class D(C):

    def __show(self):
        print('in D')

    def func(self):
        self.__show()
obj = D()
obj.__show()  # 通过不能对象访问
obj.func()  # 类内部可以访问
obj.__add()  # 派生类中不能访问

私有方法

总结:

对于这些私有成员来说,他们只能在类的内部使用,不能再类的外部以及派生类中使用.

*ps:非要访问私有成员的话,可以通过 对象._类__属性名,但是绝对不允许!!!*

*为什么可以通过._类__私有成员名访问呢?因为类在创建时,如果遇到了私有成员(包括私有静态字段,私有普通字段,私有方法)它会将其保存在内存时自动在前面加上_类名.*

三. 类的其他成员

这里的其他成员主要就是类方法:

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。

实例方法

​ 定义:第一个参数必须是实例对象,该参数名一般约定为“self”,通过它来传递实例的属性和方法(也可以传类的属性和方法);

​ 调用:只能由实例对象调用。

类方法

​ 定义:使用装饰器@classmethod。第一个参数必须是当前类对象,该参数名一般约定为“cls”,通过它来传递类的属性和方法(不能传实例的属性和方法);

​ 调用:实例对象和类对象都可以调用。

静态方法

​ 定义:使用装饰器@staticmethod。参数随意,没有“self”和“cls”参数,但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法;

​ 调用:实例对象和类对象都可以调用。

双下方法(后面会讲到)

 定义:双下方法是特殊方法,他是解释器提供的 由爽下划线加方法名加爽下划线 __方法名__的具有特殊意义的方法,双下方法主要是python源码程序员使用的,

    我们在开发中尽量不要使用双下方法,但是深入研究双下方法,更有益于我们阅读源码。

 调用:不同的双下方法有不同的触发方式,就好比盗墓时触发的机关一样,不知不觉就触发了双下方法,例如:init

实例方法

简而言之,实例方法就是类的实例能够使用的方法。这里不做过多解释。

3.1 类方法

使用装饰器@classmethod。

原则上,类方法是将类本身作为对象进行操作的方法。假设有个方法,且这个方法在逻辑上采用类本身作为对象来调用更合理,那么这个方法就可以定义为类方法。另外,如果需要继承,也可以定义为类方法。

如下场景:

假设我有一个学生类和一个班级类,想要实现的功能为:
执行班级人数增加的操作、获得班级的总人数;
学生类继承自班级类,每实例化一个学生,班级人数都能增加;
最后,我想定义一些学生,获得班级中的总人数。

思考:这个问题用类方法做比较合适,为什么?因为我实例化的是学生,但是如果我从学生这一个实例中获得班级总人数,在逻辑上显然是不合理的。同时,如果想要获得班级总人数,如果生成一个班级的实例也是没有必要的。

class Student:
    
    __num = 0
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age= age
        Student.addNum()  # 写在__new__方法中比较合适,但是现在还没有学,暂且放到这里
        
    @classmethod
    def addNum(cls):
        cls.__num += 1

    @classmethod
    def getNum(cls):
        return cls.__num



a = Student('太白金星', 18)
b = Student('武sir', 36)
c = Student('alex', 73)
print(Student.getNum())

3.2 静态方法

使用装饰器@staticmethod。

静态方法是类中的函数,不需要实例。静态方法主要是用来存放逻辑性的代码,逻辑上属于类,但是和类本身没有关系,也就是说在静态方法中,不会涉及到类中的属性和方法的操作。可以理解为,静态方法是个独立的、单纯的函数,它仅仅托管于某个类的名称空间中,便于使用和维护。

譬如,我想定义一个关于时间操作的类,其中有一个获取当前时间的函数。

import time

class TimeTest(object):
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second

    @staticmethod
    def showTime():
        return time.strftime("%H:%M:%S", time.localtime())


print(TimeTest.showTime())
t = TimeTest(2, 10, 10)
nowTime = t.showTime()
print(nowTime)

如上,使用了静态方法(函数),然而方法体中并没使用(也不能使用)类或实例的属性(或方法)。若要获得当前时间的字符串时,并不一定需要实例化对象,此时对于静态方法而言,所在类更像是一种名称空间。

其实,我们也可以在类外面写一个同样的函数来做这些事,但是这样做就打乱了逻辑关系,也会导致以后代码维护困难。

3.3 属性

什么是特性property

property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值

例一:BMI指数(bmi是计算而来的,但很明显它听起来像是一个属性而非方法,如果我们将其做成一个属性,更便于理解)

成人的BMI数值:
过轻:低于18.5
正常:18.5-23.9
过重:24-27
肥胖:28-32
非常肥胖, 高于32
  体质指数(BMI)=体重(kg)÷身高^2(m)
  EX:70kg÷(1.75×1.75)=22.86
class People:
    def __init__(self,name,weight,height):
        self.name=name
        self.weight=weight
        self.height=height
    @property
    def bmi(self):
        return self.weight / (self.height**2)

p1=People('egon',75,1.85)
print(p1.bmi)

例一代码

View Code

为什么要用property

将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

**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 Foo:
    @property
    def AAA(self):
        print('get的时候运行我啊')

    @AAA.setter
    def AAA(self,value):
        print('set的时候运行我啊')

    @AAA.deleter
    def AAA(self):
        print('delete的时候运行我啊')

#只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter
f1=Foo()
f1.AAA
f1.AAA='aaa'
del f1.AAA

或者:
class Foo:
    def get_AAA(self):
        print('get的时候运行我啊')

    def set_AAA(self,value):
        print('set的时候运行我啊')

    def delete_AAA(self):
        print('delete的时候运行我啊')
    AAA=property(get_AAA,set_AAA,delete_AAA) #内置property三个参数与get,set,delete一一对应

f1=Foo()
f1.AAA
f1.AAA='aaa'
del f1.AAA

View Code

class Goods(object):

    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value

    @price.deltter
    def price(self, value):
        del self.original_price

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

商品实例

商品示例

四. isinstace 与 issubclass

class A:
    pass

class B(A):
    pass

obj = B()


print(isinstance(obj,B))
print(isinstance(obj,A))

isinstance

isinstance(a,b):判断a是否是b类(或者b类的派生类)实例化的对象

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(B):
    pass

print(issubclass(B,A))
print(issubclass(C,A))

issubclass

issubclass(a,b): 判断a类是否是b类(或者b的派生类)的派生类

思考:那么 list str tuple dict等这些类与 Iterble类 的关系是什么?

from collections import Iterable

print(isinstance([1,2,3], list))  # True
print(isinstance([1,2,3], Iterable))  # True
print(issubclass(list,Iterable))  # True

# 由上面的例子可得,这些可迭代的数据类型,list str tuple dict等 都是 Iterable的子类。

View Code

课外了解:元类type。

按照Python的一切皆对象理论,类其实也是一个对象,那么类这个对象是从哪里实例化出来的呢?

print(type('abc'))
print(type(True))
print(type(100))
print(type([1, 2, 3]))
print(type({'name': '太白金星'}))
print(type((1,2,3)))
print(type(object))

class A:
    pass

print(isinstance(object,type))
print(isinstance(A, type))

View Code

type元类是获取该对象从属于的类,而type类比较特殊,Python原则是:一切皆对象,其实类也可以理解为'对象',而type元类又称作构建类,python中大多数内置的类(包括object)以及自己定义的类,都是由type元类创造的。

* 而type类与object类之间的关系比较独特:object是type类的实例,而type类是object类的子类,这种关系比较神奇无法使用python的代码表述,因为定义其中一个之前另一个必须存在。所以这个只作为了解。

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