Python类定义及属性与方法说明

类基础

类进阶

 

Python的类提供了面向对象编程的所有基本功能：

• Object类是所有类的父类（不需要明确指定）；
• 类允许继承多个基类（使用逗号分割）；
• 派生类可覆盖基类中任何方法；

类基础

类支持两种操作：

• 实例化： inst = clsName(…)；
• 属性引用： 使用实例对象或类（类属性）引用对象；

类定义

类通过class定义，里面有属性与方法。

class ClassName:
    

    def funs(self, arg):
        # self is the instance of class
        

    @classmethod
    def clsFuns(cls, arg):
        # cls is the class
        

    @staticmethod
    def staticFun(arg):
        # 与普通函数类似
        

类继承

Python支持多继承，多个父类之间通过逗号分割。若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，Python从左到右依次查找父类中是否包含方法（即优先使用排在前面的父类中的方法）。

在多重继承（特别是有菱形继承时），查找关系会更复杂；具体是通过MRO（Method Resolution Order）来解决方法调用二义性问题的；而MRO又是使用的C3算法（拓扑排序+深度优先搜索：依次取出入度为0的节点，取出节点后即把其相关的边去掉，然后递归处理）处理顺序的。

子类中要调用基类中同名方法需：baseCls.fun或super().fun；

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    
    .
    

变量与可访问性

变量（属性）分类：

• 类变量：直接定义在类中，为所有类对象共享；通过类名访问clsName.var；
• 实例变量：每个实例独有的数据（在__init__方法中定义、初始化）；通过实例对象访问inst.var；

Python中的可访问性是通过约定来实现的：

• 私有属性：以两个下划线开始的，__var；
• 保护属性：以一个下划线开始的，_var；只能自身与子类可访问；
• 普通属性：以字母等开始的。

类专有方法

Python中通过约定一些专有的方法来增强类的功能：

• __init__：构造函数，在生成对象时调用（实例变量也在此函数中定义）；
• __del__：析构函数，释放对象时使用；
• __repr__：打印（若有__str__，则先尝试str），转换；
• __setitem__：按照索引赋值；
• __getitem__：按照索引取值；
• __len__：获取长度，内置函数len()使用；
• __cmp__：比较运算；
• __call__：函数调用（对象看作一个算子）；
• __add__：加运算；
• __sub__：减运算；
• __mul__：乘运算；
• __div__：除运算；
• __mod__：求余运算；
• __pow__：乘方运算；

repr与str：repr()与str()为内置函数，对应类中的__repr__与__str__来处理字符串：

• repr对Python（程序员）友好，生成的字符串应可通过eval()重构对象；
• str为用户友好，方便用户理解的输出；
• print时先查看__str__，若未定义，再查看__repr__；

类进阶

类方法

Python类中有三种方式定义方法：

• 常规方式：定义实例方法，第一个参数表示实例（一般约定为self）；
• @classmethod修饰方式：定义类方法，第一个参数表示类（一般约定为cls）；
• @staticmethod修饰方式：定义静态方法；

以下是三种函数的定义及调用方式：

class MethodTest:
    index = 0

    def __init__(self):
        self.index = -1

    def instFun(self, index):
        print('instance function:', index, self.index, MethodTest.index)
        self.index = index

    @classmethod
    def classFun(cls, index):
        print('class function:', index, cls.index)
        cls.index = index

    @staticmethod
    def staticFun(index):
        print('static function:', index, MethodTest.index)


if __name__=="__main__":
    mtest = MethodTest()
    mtest.instFun(1)  # instance function: -1 0
    mtest.classFun(2)  # class function: 0 0
    mtest.staticFun(3)  # static function: 3 2
    MethodTest.classFun(4)  # class function: 2 2
    MethodTest.instFun(mtest, 5)  # instance function: 1 4
    MethodTest.staticFun(6)  # static function: 6 4

通过实例对象可以直接调用三类方法；通过类名可以直接调用静态方法与类方法，若要调用实例方法，还需传递一个实例对象。

类属性

通过get/set属性，可以增强对变量的控制，便于后续修改与扩展。但类中的属性（get/set）方法不要手动去实现，应使用@propery来修饰实现：

• 把一个get方法变成属性，只需增加@propery修饰即可；
• @propery本身又创建了另一个装饰器，负责把一个setter方法变成属性赋值：若不增加setter方法，则属性将是只读的。

以下是属性定义的示例：通过@propery定义了count的get属性，然后就可以通过@count.setter来定义set属性了。

class CountProp:
    def __init__(self):
        self._count=0

    @property
    def count(self):
        return self._count

    @count.setter
    def count(self, newCount):
        self._count = newCount

    def __getattr__(self, name):
        print('call __getattr__:', name)
        value = '{} value for {}'.format(self._index, name)
        self._index += 1
        setattr(self, name, value)
        return value

    def __getattribute__(self, name):
        print('call __getattribute__:', name)
        try:
            return super().__getattribute__(name)
        except AttributeError:
            # setattr(self, name, value)
            raise

cPro = CountProp()
print(cPro.count)    # 0
cPro.count = 10
print(cPro.count)    # 10    

类中的属性除在类定义（或初始化时）定义外，还可以在任何时候绑定（在给不存在的属性赋值时会自动绑定）。属性的获取与赋值规则为：

• 先调用getattribute：无论属性是否存在（若属性不存在，需抛出AttributeError异常），因此不能在此方法内引用属性，否则会引起循环递归。因此若要访问属性，则调用super().XXX来避免递归。
• 属性不存在时（对象的实例字典中查询不到属性时），若类定义了getattr则调用此方法；
• 当给属性赋值或调用setattr函数时，都会触发setattr方法。