【Python基础知识-pycharm版】面向对象进阶

面向对象进阶

面向对象三大特征介绍

Python是面向对象的语言，也支持面向对象编程的三大特性：继承、封装（隐藏）、多态。
封装（隐藏）
隐藏对象的属性和实现细节，只对外提供必要的方法。相当于将“细节封装起来”，只 对外暴露“相关调用方法”。 通过“私有属性、私有方法”的方式，实现“封装”。Python 追求简洁的 语法，没有严格的语法级别的“访问控制符”，更多的是依靠程序员自觉实现。
继承
继承可以让子类具有父类的特性，提高了代码的重用性。
从设计上是一种增量进化，原有父类设计不变的情况下，可以增加新的功能，或者改进 已有的算法。
多态
多态是指同一个方法调用由于对象不同会产生不同的行为。

继承

继承是面向对象程序设计的重要特征，也是实现“代码复用”的重要手段。
如果一个新类继承自一个设计好的类，就直接具备了已有类的特征，就大大降低了工作难度。已有的类，称为“父类或者基类”，新的类，称为“子类或者派生类”。

语法格式

Python支持多重继承，一个子类可以继承多个父类。继承的语法格式如下：
class 子类类名(父类 1[，父类 2，…])： 类体
如果在类定义中没有指定父类，则默认父类是object 类。也就是说，object 是所有类的父 类，里面定义了一些所有类共有的默认实现，比如：new()。
定义子类时，必须在其构造函数中调用父类的构造函数。
调用格式如下： 父类名.init(self, 参数列表)

类成员的继承和重写

1. 成员继承：子类继承了父类除构造方法之外的所有成员。
2. 方法重写：子类可以重新定义父类中的方法，这样就会覆盖父类的方法，也称为“重写”

查看类的继承层次结构

通过类的方法 mro()或者类的属性__mro__可以输出这个类的继承层次结构。

object根类

object 类是所有类的父类，因此所有的类都有object 类的属性和方法。

dir()查看对象属性

内置函数 dir()，他可以让我们方便的看到指定对象所有的 属性。

class Person:
	def __init__(self,name,age): 
		self.name = name 
		self.age = age
	
	def say_age(self): 
		print(self.name,"的年龄是：",self.age)

obj = object() 
print(dir(obj))

s2 = Person("高淇",18) 
print(dir(s2))

#执行结果： 
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name', 'say_age']

可以发现这样几个要点：

1. Person对象增加了六个属性： dict module weakref age name say_age
2. object的所有属性，Person 类作为object 的子类，显然包含了所有的属性。
3. 打印age、name、say_age，发现say_age 虽然是方法，实际上也是属性。只不过， 这个属性的类型是“method”而已。 age name say_age

重写__str__()方法

object 有一个__str__()方法，用于返回一个对于“对象的描述”，对应于内置函数 str() 经常用于 print()方法，帮助查看对象的信息。str()可以重写。

多重继承

Python支持多重继承，一个子类可以有多个“直接父类”。这样，就具备了“多个父 类”的特点。但是由于，这样会被“类的整体层次”搞的异常复杂，尽量避免使用。

MRO()

Python支持多继承，如果父类中有相同名字的方法，在子类没有指定父类名时，解释器将 “从左向右”按顺序搜索。
MRO（MethodResolution Order）：方法解析顺序。 通过mro()方法获得 “类的层次结构”，方法解析顺序也是按照这个“类的层次结构”寻找的。

super()获得父类定义

在子类中，如果想要获得父类的方法时，可以通过 super()来做。
super()代表父类的定义，不是父类对象。

多态

多态（polymorphism）是指同一个方法调用由于对象不同可能会产生不同的行为。
关于多态要注意以下2点：

1. 多态是方法的多态，属性没有多态。
2. 多态的存在有2 个必要条件：继承、方法重写。

特殊方法和运算符重载

Python的运算符实际上是通过调用对象的特殊方法实现的。

a = 20 
b = 30 
c = a+b 
d = a.__add__(b) 
print("c=",c) 
print("d=",d)

可以重写上面的特殊方法，即实现了“运算符的重载”。

特殊属性

Python对象中包含了很多双下划线开始和结束的属性，这些是特殊属性，有特殊用法。

对象的浅拷贝和深拷贝

变量的赋值操作
只是形成两个变量，实际还是指向同一个对象。
**浅拷贝 **
Python拷贝一般都是浅拷贝。拷贝时，对象包含的子对象内容不拷贝。因此，源对象 和拷贝对象会引用同一个子对象。
深拷贝
使用copy模块的 deepcopy 函数，递归拷贝对象中包含的子对象。源对象和拷贝对象 所有的子对象也不同。

组合

“is-a”关系，可以使用“继承”。从而实现子类拥有的父类的方法和属性。“is-a” 关系指的是类似这样的关系：狗是动物，dog is animal。狗类就应该继承动物类。
“has-a”关系，可以使用“组合”，也能实现一个类拥有另一个类的方法和属性。” has-a”关系指的是这样的关系：手机拥有 CPU。 MobilePhone has a CPU。

设计模式_工厂模式实现

设计模式是面向对象语言特有的内容，设计 模式有很多种，比较流行的是：GOF（Goup Of Four）23 种设计模式。
工厂模式实现了创建者和调用者的分离，使用专门的工厂类将选择实现类、创建对象进 行统一的管理和控制。

# 工 厂 模 式
class CarFactory: 
	def createCar(self,brand): 
		if brand == "奔驰": 
			return Benz() 
		elif brand == "宝马": 
			return BMW() 
		elif brand == '比亚迪': 
			return BYD() 
		else: 
		return "未知品牌，无法创建"

class Benz:
	pass
class BMW: 
	pass
class BYD: 
	pass

factory = CarFactory() 
c1 = factory.createCar("奔驰") 
c2 = factory.createCar("宝马") 
print(c1) 
print(c2)

设计模式_单例模式实现

单例模式（Singleton Pattern）的核心作用是确保一个类只有一个实例，并且提供一 个访问该实例的全局访问点。
单例模式只生成一个实例对象，减少了对系统资源的开销。当一个对象的产生需要比较 多的资源，如读取配置文件、产生其他依赖对象时，可以产生一个“单例对象”，然后永久 驻留内存中，从而极大的降低开销。

# 单 例 模 式
class MySingleton:
	__obj = None 
	__init_flag = True
	def __new__(cls, *args, **kwargs): 
		if cls.__obj == None: 
			cls.__obj = object.__new__(cls)
		return cls.__obj

	def __init__(self,name): 
		if MySingleton.__init_flag: 
			print("init....") 
			self.name = name 
			MySingleton.__init_flag = False

a = MySingleton("aa") 
print(a) 
b = MySingleton("bb") 
print(b)

设计模式称之为“模式”，就是一些固定的套路。我们很容易用到其他场景上，比如前面讲 的工厂模式，我们需要将工厂类定义成“单例”，只需要简单的套用即可实现：

#测试工厂模式和单例模式的整合使用 
class CarFactory: 
	__obj = None #类属性 
	__init_flag = True
	
	def create_car(self,brand): 
		if brand =="奔驰": 
			return Benz() 
		elif brand =="宝马": 
			return BMW() 
		elif brand == "比亚迪": 
			return BYD()
		else: 
			return "未知品牌，无法创建"

def __new__(cls, *args, **kwargs): 
	if cls.__obj ==None: 
		cls.__obj = object.__new__(cls)
	return cls.__obj

def __init__(self): 
	if CarFactory.__init_flag: 
		print("init CarFactory....") 
		CarFactory.__init_flag = False

class Benz: pass
class BMW: pass
class BYD: pass

factory = CarFactory() 
c1 = factory.create_car("奔驰") 
c2 = factory.create_car("比亚迪") 
print(c1) 
print(c2)
factory2 = CarFactory() 
print(factory) 
print(factory2)