python面向对象复习笔记
python面向对象复习笔记
-
- python语言的“万物皆对象”
- 面向对象的三个特征
- 类的基本构建方法
- python类的封装
-
- 多看一眼：私有属性
- 类的保留属性/方法
- python类的继承
-
- 类的属性重载
- 类的多继承
- python类的运算
- python类的多态
-
- 引用Reference：对象的指针
-
- python内部机制对引用的处理：
- 导致引用+1的情况
- 导致引用-1的情况
- 引用Reference：对象的指针
- 浅拷贝和深拷贝
- 类的方法引用
- python类的高级话题
-
- 命名空间的理解
- 类的特性装饰器
- 自定义的异常类型
- 类的名称修饰
- python的最小空类
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北理嵩天老师python课程笔记
python语言的“万物皆对象”
- python语言中所有数据类型都是对象，函数是对象，模块是对象
- python所有类都继承于最基础类object
- python语言中数据类型的操作功能都是类方法的体现
面向对象的三个特征
- 封装：属性和方法的抽象，用数据和操作数据的方法来形成对象逻辑
- 继承：代码复用的高级抽象，用对象之间的继承关系来形成代码复用
- 多态：方法灵活性的抽象，让对象的操作更加灵活，更多复用代码
封装：对类的变量、函数进行定义、隔离以及保护，形成一个类对外可操作变量的函数的接口。多态是OOP的一个传统概念，Python天然支持多态，不需要特殊语法。
类对象 VS. 实例对象
类对象：Class Object，维护每个python类基本信息的数据结构
实例对象：Instance Object，Python类实例后产生的对象，简称：对象
这是一组概念，类对象全局只有一个，实例对象可以生成多个。
类的基本构建方法
类的名字：建议采用大写单词的组合
类描述：在类定义后首行，以独立字符串形式定义
定义后通过<类名>._doc_属性来访问
- 类定义完成后，默认生成一个类对象
- 每个类唯一对应一个类对象，用于存储整个类的基本信息
- 类对象是type类的实例，表达为type类型。
**注意：类对象中直接包含的语句会被执行，因此，一般不在类定义中直接包含语句。
**
类的构造函数：
- 类的构造函数用于从类创建实例对象的过程
- 类的构造函数为实例对象创建提供了参数输入方式
- 类的构造函数为实例属性的定义和赋值提供了支持
python使用预定义的__init__()作为构造函数
使用说明：
参数：第一个参数约定是self，表示类实例自身，其他参数是实例参数
函数名：python解释器内部定义，由双下划线开始和技术
返回值：构造函数没有返回值，或返回None，否则产生TypeError异常。
方法是类内部定义的函数
- 实例方法：实例对象的方法，由各实例对象独享，最常用的形式
- 类方法：类对象的方法，由所有实例对象共享
- 自由方法：类中一个普通函数，由类所在命名空间管理，类对象独享
- 静态方法：类中一个普通函数，由类对象和实例对象共享
- 保留方法：由双下划线开始和结束的方法，保留使用
类方法：
- 类方法至少包含一个参数，表示类对象，建议使用cls
- @classmethod是装饰器，类方法定义所必须
- 类方法只能操作类属性和其他类方法，不能操作实例属性和实例方法，但实例对象可以调用类方法。
自由方法：
- 自由方法不需要self和cls这类参数，可以没有参数
- 自由方法只能操作类属性和类方法，不能操作实例属性和实例方法
- 自用方法的使用只能使用<类名>
静态方法：
- 静态方法可以没有参数，可以理解为定义在类中的普通函数
- @staticmethod是装饰器
- 静态方法只能操作类属性和其他类方法，不能操作实例属性和实例方法
- 相比于自由方法，静态方法可以使用<类名>和<对象名>两种方式使用
- 静态方法其实就是一种特殊的自由方法，只不过可以被实例对象调用
析构函数：
- 双下划线的del(self)表示析构函数
- 使用del删除对象且对象被真实删除时调用析构函数__del__()
- 当实例对象被真实删除时，才调用该函数内语句
- 真实删除：当前对象的引用数为0或当前程序退出（垃圾回收）
class DemoClass：
count = 0 #公开类属性
__count1 = 0 #私有类属性
def __init__(self.name): #实例方法
self.name = name
DemoClass.count +=1
@classmethod #类方法
def getchrCount(cls):
s ='零一二三四五六七八九十'
return s[DemoClass.count]
@classmethod #用类方法访问私有属性
def getCount1(cls):
return DemoClass.__count
def foo(): #自由方法
DemoClass.count *=100
return DemoClass.count
@staticmethod #静态方法
def foo():
DemoClass.count *=100
return DemoClass.count
def __len__(self): #保留方法
return len(self.name)
def __del__（self）： #析构函数
print（"再见",self.name）
解释：在dc2=dc1这条语句中又创建了一个指向对象的指针，换句话说，当前对象的引用为2，del dc1只是删除了一个引用，并没有删除对象的全部引用，所以析构函数不会执行，只会在程序退出时默认要销毁dc2，所以才会执行。（在删除对象前，python解释器会检查引用次数）
sys.getrefcount(<对象名>)获得对象的引用次数
python类的封装
- 属性的抽象：对类的属性(变量)进行定义，隔离以及保护
- 方法的抽象：对类的方法(函数)进行定义，隔离以及保护
- 目标是形成一个类对外可操作属性和方法的接口
封装Encapsulation：
- 私有属性/方法：只能在类内部访问/使用
- 公开属性/方法：可以通过类/对象名访问
用类方法访问私有属性可以对这个访问过程进行一定的控制，比如限制访问次数等。这就是用唯一接口去访问私有属性的好处。
多看一眼：私有属性
class DemoClass
def __init__(self,name)
self.__name=name
def getName(self)
return self.__name
dc1= DemoClass("老王")
dc2= DemoClass("老李")
print（dc1._DemoClass__name）这段代码会正常输出：老王。原因是，实际上Python设计逻辑不明确支持私有，双下划线方法只是一种转换约定，转换后，类内原有名字发生了变化，这是一种形式上的私有
java or C++…是有专门的方式定义私有属性的，但是python没有。
类的保留属性/方法
仅用<类名>访问的保留属性
| 保留属性 | 描述 |
|---|---|
| __name __ | 类的名称 |
| __qualname__ | 以.分割从模块全局命名空间开始的类名称 |
| __bases__ | 类所继承的基类名称 |
| <类>/<对象>.__dict__ | 包含类成员/对象成员信息的字典，key是属性和方法名称，value是地址 |
| __class__ | 对象所对应的类信息 |
| __doc__ | 类描述，写在类定义的首行字符串，不能继承 |
| __module__ | 类所在模块的名称 |
python类的继承
继承Inheritance：代码复用的高级抽象
- 继承是面向对象程序设计的精髓之一
- 实现了以类为单位的高抽象级别代码复用
- 继承是新定义类能够几乎完全使用原有类属性与方法的过程
python中类名后面的括号里的内容表示类继承的基类 - 基类的属性基本等同于定义在派生类中
- 派生类可以直接使用基类的类属性、实例属性
- 派生类可以直接使用基类的各种方法
- 使用基类的类方法和类属性时，要用基类的类名调用
- 派生类只能继承基类的公开属性和方法
- 派生类不能继承基类的私有属性和私有方法
object类是python所有类的基类（最基础的类是object，最基础的类型是type）
- object是Python最基础类的名字
- 所有类定义时默认继承object类
- 保留属性和保留方法本质上是object类的属性和方法
| 函数/保留字 | 描述 |
|---|---|
| id(x) | 返回x的标识，Cpython用内存地址表示 |
| x is y | 判断x和y的标识是否相等，返回True/False，不判断值 |
类的属性重载
重载：派生类对基类属性或方法的再定义
- 属性重载：派生类定义并使用了与基类相同名称的属性
- 方法重载：派生类定义并使用了与基类相同名称的方法
最近覆盖原则
- 优先使用派生类重定义的属性和方法
- 然后寻找基类的属性和方法
- 再寻找超类的属性和方法
增量重载：派生类扩展定义与基类相同名称的方法
super().<基类方法名>(<参数列表>)
类的多继承
class<类名>(<基类名1>,<基类名2>,…,<基类名N>):
从左到右的顺寻暗含了优先级大小，并且是深度优先规则，意思是从基类1一直找到object如果都没有要找的属性/方法，才会从基类2开始。
python类的运算
运算重载的限制：
- 不能重载Python语言内置类型的运算符
- 不能新建运算符，只能通过重载完成
- is and not or 不能被重载
.__neg__(self) #取负
.__pos__(self) #取正
.__abs__(self) #取绝对值
.__invert__(self) #取反
.__add__(self,other) #加法
.__sub__(self,other) #减法
.__mul__(self,other) #乘法
.__truediv__(self,other) #除法
.__floordvi__(self,other) #整数除
.__mod(self,other)__ #模
.__divmod__(self.other) #对象除模
.__pow__(self,other) #幂的运算
.__lshift__(self,other) #左移
.__rshift__(self,other) #右移
.__lt/le/eq/ne/gt/ge__(self,other) #两个比较操作的运算重载< <= == != > >=python类的多态
参数类型的多态：一个方法能够处理多个类型的能力
参数形式的多态：一个方法能够接受多个参数的能力
多态是OOP的一个传统概念，Python天然支持多态，不需要特殊语法
引用Reference：对象的指针
- 引用是内存中真实对象的指针，表示为变量名或内存地址
- 每个对象存在至少1个引用，id()函数用于获得引用
- 在传递参数和赋值时，Python传递对象的引用，而不是复制对象
python内部机制对引用的处理：
- 不可变对象：immutable解释起为相同值维护尽量少的内存区域
- 可变对象：mutable解释器为每个对象维护不同内存区域
解释：很难在之间进行检验，所以只能动态输出结果，也就是给e新开辟一块内存空间。所以，逻辑是，对于不可变对象，python解释只能尽可能的做优化，但不一定只会生成一种拷贝。
导致引用+1的情况
- 对象被创建：d=DemoClass()
- 对象被引用：a=d
- 对象被作为一个容器中的元素：ls=[d]
导致引用-1的情况
- 对象被删除 del d
- 对象的名字被赋予新的对象：d=123
- 对象离开作用域：foo()函数的局部变量count
- 对象所在容器被删除：del Is
引用Reference：对象的指针
- 引用是内存中真实对象的指针，表示为变量名或内存地址
- 在传递参数和赋值时，Python传递对象的引用，而不是复制对象
- 不可变对象与可变对象的内存管理略有不同。
浅拷贝和深拷贝
- 拷贝：复制一个对象为新的对象，内存空间有“变化”
- 浅拷贝：仅仅复制最顶层对象的拷贝方式，默认拷贝方式
- 深拷贝：迭代复制所有对象的拷贝方式
浅拷贝详解：
深拷贝：
完全拷贝对象内容
- 采用copy库的deepcopy()方法
- 迭代拷贝对象内各层次对象，完全新开辟内存建立对象
- 深拷贝仅仅针对可变类型，不可变类型无需创建新对象
类的方法引用
- 实例方法名也是一种引用，即对方法本身的引用
- 当方法被引用时，方法(即函数)将产生一个对象：方法对象
python类的高级话题
命名空间的理解
命名空间Namespace：从名字到对象的一种映射
- 作用域：全局变量名在模块命名空间，局部变量名在函数命名空间
- 属性和方法在类命名空间，名字全称：<命名空间>.<变量/函数名>
- 命名空间低层由一个dict实现，变量名是键，变量的引用的对象是值
类的特性装饰器
比如一个人的年龄不可能是负数，但你给这个属性赋值为负时，并不能检测异常值，这就是个问题，如何为属性增加异常检测。
@property：类的特性装饰器
- 使用@property把类中的方法变成对外可见的"属性"
- 类内部：表现为方法
- 类外部：表现为属性
@<方法名>.setter
用于设定属性的赋值操作
自定义的异常类型
异常Exception也是一种python类
- try-except捕捉自定义的异常
- 继承Exception类，可以给出自定义的异常类
- 自定义异常类是类继承的正常应用过程
类的名称修饰
名称修饰Name Mangling：类中名称的变换约定
- python通过名称修饰完成一些重要功能
- 采用下划线(_)进行名称修饰，分为5种情况
- _x,x_,__x,__x__,_
_x:单下划线开头的名称修饰
- 单下划线开头属性或方法为类内部使用 PEP8
- 只是约定，仍然可以通过<对象名>.<属性名>方式访问
- 功能：from XX import *时不会导入单下划线开头的属性或方法
- 就是告诉程序员这个一般在内部使用，单你要强制，也可以。
x_:单下划线结尾的名称修饰
- 单下划线结尾或方法为避免与保留字或已命名冲突
- 只是约定，无任何功能性对应
__x:双下划线开头的名称修饰
- 双下划线开头属性或方法将被解释器修改名称，避免命名冲突
- 不是约定，而是功能性，实现私有属性，私有方法
- __x会被修改为：_<类名>.__x
__x__:双下划线开头和结尾的名称修饰
- 双下划线开头个结尾的属性或方法无任务特殊功能，名字不能被修改
- 部分名称时保留方法或保留属性
_:单下划线
- 单下划线是一个无关紧要的名字，无特殊功能
python的最小空类
python最小空类的作用：
- 类是一个命名空间，最小空类可以当作命名空间使用
- 最小空类可以辅助数据存储和使用
- 动态增加属性是python类的一个特点
