Python開發【第七篇】：面向物件（進階篇）
上一篇《Python 面向物件（初級篇）》文章介紹了面向物件基本知識：
- 面向物件是一種程式設計方式，此程式設計方式的實現是基於對 類 和 物件 的使用
- 類 是一個模板，模板中包裝了多個“函式”供使用（可以講多函式中公用的變數封裝到物件中）
- 物件，根據模板建立的例項（即：物件），例項用於呼叫被包裝在類中的函式
- 面向物件三大特性：封裝、繼承和多型
本篇將詳細介紹Python 類的成員、成員修飾符、類的特殊成員。
類的成員
類的成員可以分為三大類：欄位、方法和屬性
注：所有成員中，只有普通欄位的內容儲存物件中，即：根據此類建立了多少物件，在記憶體中就有多少個普通欄位。而其他的成員，則都是儲存在類中，即：無論物件的多少，在記憶體中只建立一份。
一、欄位
欄位包括：普通欄位和靜態欄位，他們在定義和使用中有所區別，而最本質的區別是記憶體中儲存的位置不同，
- 普通欄位屬於物件
- 靜態欄位屬於類
欄位的定義和使用
由上述程式碼可以看出【普通欄位需要通過物件來訪問】【靜態欄位通過類訪問】，在使用上可以看出普通欄位和靜態欄位的歸屬是不同的。其在內容的儲存方式類似如下圖：
由上圖可是：
- 靜態欄位在記憶體中只儲存一份
- 普通欄位在每個物件中都要儲存一份
應用場景： 通過類建立物件時，如果每個物件都具有相同的欄位，那麼就使用靜態欄位
二、方法
方法包括：普通方法、靜態方法和類方法，三種方法在記憶體中都歸屬於類
- 普通方法：由物件呼叫；至少一個self引數；執行普通方法時，自動將呼叫該方法的物件賦值給self；
- 類方法：由類呼叫； 至少一個cls引數；執行類方法時，自動將呼叫該方法的類複製給cls；
- 靜態方法：由類呼叫；無預設引數；
方法的定義和使用
相同點：對於所有的方法而言，均屬於類（非物件）中，所以，在記憶體中也只儲存一份。
不同點：方法呼叫者不同、呼叫方法時自動傳入的引數不同。
三、屬性
如果你已經瞭解Python類中的方法，那麼屬性就非常簡單了，因為Python中的屬性其實是普通方法的變種。
對於屬性，有以下三個知識點：
- 屬性的基本使用
- 屬性的兩種定義方式
1、屬性的基本使用
屬性的定義和使用
由屬性的定義和呼叫要注意一下幾點：
- 定義時，在普通方法的基礎上新增 @property 裝飾器；
- 定義時，屬性僅有一個self引數
- 呼叫時，無需括號
方法：foo_obj.func()
屬性：foo_obj.prop
注意：屬性存在意義是：訪問屬性時可以製造出和訪問欄位完全相同的假象
屬性由方法變種而來，如果Python中沒有屬性，方法完全可以代替其功能。
例項：對於主機列表頁面，每次請求不可能把資料庫中的所有內容都顯示到頁面上，而是通過分頁的功能區域性顯示，所以在向資料庫中請求資料時就要顯示的指定獲取從第m條到第n條的所有資料（即：limit m,n），這個分頁的功能包括：
- 根據使用者請求的當前頁和總資料條數計算出 m 和 n
- 根據m 和 n 去資料庫中請求資料
View Code
從上述可見，Python的屬性的功能是：屬性內部進行一系列的邏輯計算，最終將計算結果返回。
2、屬性的兩種定義方式
屬性的定義有兩種方式：
- 裝飾器 即：在方法上應用裝飾器
- 靜態欄位 即：在類中定義值為property物件的靜態欄位
裝飾器方式：在類的普通方法上應用@property裝飾器
我們知道Python中的類有經典類和新式類，新式類的屬性比經典類的屬性豐富。（ 如果類繼object，那麼該類是新式類 ）
經典類，具有一種@property裝飾器（如上一步例項）新式類，具有三種@property裝飾器
注：經典類中的屬性只有一種訪問方式，其對應被 @property 修飾的方法
新式類中的屬性有三種訪問方式，並分別對應了三個被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修飾的方法由於新式類中具有三種訪問方式，我們可以根據他們幾個屬性的訪問特點，分別將三個方法定義為對同一個屬性：獲取、修改、刪除
靜態欄位方式，建立值為property物件的靜態欄位
當使用靜態欄位的方式建立屬性時，經典類和新式類無區別
property的構造方法中有個四個引數
- 第一個引數是方法名，呼叫
物件.屬性時自動觸發執行方法- 第二個引數是方法名，呼叫
物件.屬性 ＝ XXX時自動觸發執行方法- 第三個引數是方法名，呼叫
del 物件.屬性時自動觸發執行方法- 第四個引數是字串，呼叫
物件.屬性.__doc__，此引數是該屬性的描述資訊由於靜態欄位方式建立屬性具有三種訪問方式，我們可以根據他們幾個屬性的訪問特點，分別將三個方法定義為對同一個屬性：獲取、修改、刪除
注意：Python WEB框架 Django 的檢視中 request.POST 就是使用的靜態欄位的方式建立的屬性
所以，定義屬性共有兩種方式，分別是【裝飾器】和【靜態欄位】，而【裝飾器】方式針對經典類和新式類又有所不同。
類成員的修飾符
類的所有成員在上一步驟中已經做了詳細的介紹，對於每一個類的成員而言都有兩種形式：
- 公有成員，在任何地方都能訪問
- 私有成員，只有在類的內部才能方法
私有成員和公有成員的定義不同：私有成員命名時，前兩個字元是下劃線。（特殊成員除外，例如：__init__、__call__、__dict__等）
| 1 2 3 4 5 |
class
C:
def
__init__(
self
):
self
.name
=
'公有欄位'
self
.__foo
=
"私有欄位"
|
私有成員和公有成員的訪問限制不同：
靜態欄位
- 公有靜態欄位：類可以訪問；類內部可以訪問；派生類中可以訪問
- 私有靜態欄位：僅類內部可以訪問；
公有靜態欄位
私有靜態欄位
普通欄位
- 公有普通欄位：物件可以訪問；類內部可以訪問；派生類中可以訪問
- 私有普通欄位：僅類內部可以訪問；
ps：如果想要強制訪問私有欄位，可以通過 【物件._類名__私有欄位明 】訪問（如：obj._C__foo），不建議強制訪問私有成員。
公有欄位
私有欄位
方法、屬性的訪問於上述方式相似，即：私有成員只能在類內部使用
ps：非要訪問私有屬性的話，可以通過 物件._類__屬性名
類的特殊成員
上文介紹了Python的類成員以及成員修飾符，從而瞭解到類中有欄位、方法和屬性三大類成員，並且成員名前如果有兩個下劃線，則表示該成員是私有成員，私有成員只能由類內部呼叫。無論人或事物往往都有不按套路出牌的情況，Python的類成員也是如此，存在著一些具有特殊含義的成員，詳情如下：
1. __doc__
表示類的描述資訊
View Code
2. __module__ 和 __class__
__module__ 表示當前操作的物件在那個模組
__class__ 表示當前操作的物件的類是什麼
lib/aa.py
index.py
3. __init__
構造方法，通過類建立物件時，自動觸發執行。
View Code
4. __del__
析構方法，當物件在記憶體中被釋放時，自動觸發執行。
注：此方法一般無須定義，因為Python是一門高階語言，程式設計師在使用時無需關心記憶體的分配和釋放，因為此工作都是交給Python直譯器來執行，所以，解構函式的呼叫是由直譯器在進行垃圾回收時自動觸發執行的。
View Code
5. __call__
物件後面加括號，觸發執行。
注：構造方法的執行是由建立物件觸發的，即：物件 = 類名() ；而對於 __call__ 方法的執行是由物件後加括號觸發的，即：物件() 或者 類()()
View Code
6. __dict__
類或物件中的所有成員
上文中我們知道：類的普通欄位屬於物件；類中的靜態欄位和方法等屬於類，即：
View Code
7. __str__
如果一個類中定義了__str__方法，那麼在列印 物件 時，預設輸出該方法的返回值。
View Code
8、__getitem__、__setitem__、__delitem__
用於索引操作，如字典。以上分別表示獲取、設定、刪除資料
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
class
Foo(
object
):
def
__getitem__(
self
, key):
print
'__getitem__'
,key
def
__setitem__(
self
, key, value):
print
'__setitem__'
,key,value
def
__delitem__(
self
, key):
print
'__delitem__'
,key
obj
=
Foo()
result
=
obj[
'k1'
]
# 自動觸發執行 __getitem__
obj[
'k2'
]
=
'wupeiqi'
# 自動觸發執行 __setitem__
del
obj[
'k1'
]
# 自動觸發執行 __delitem__
|
9、__getslice__、__setslice__、__delslice__
該三個方法用於分片操作，如：列表
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
class
Foo(
object
):
def
__getslice__(
self
, i, j):
print
'__getslice__'
,i,j
def
__setslice__(
self
, i, j, sequence):
print
'__setslice__'
,i,j
def
__delslice__(
self
, i, j):
print
'__delslice__'
,i,j
obj
=
Foo()
obj[
-
1
:
1
]
# 自動觸發執行 __getslice__
obj[
0
:
1
]
=
[
11
,
22
,
33
,
44
]
# 自動觸發執行 __setslice__
del
obj[
0
:
2
]
# 自動觸發執行 __delslice__
|
10. __iter__
用於迭代器，之所以列表、字典、元組可以進行for迴圈，是因為型別內部定義了 __iter__
第一步
第二步
第三步
以上步驟可以看出，for迴圈迭代的其實是 iter([11,22,33,44]) ，所以執行流程可以變更為：
| 1 2 3 4 5 6 7 |
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
obj
=
iter
([
11
,
22
,
33
,
44
])
for
i
in
obj:
print
i
|
For迴圈語法內部
11. __new__ 和 __metaclass__
閱讀以下程式碼：
| 1 2 3 4 5 6 |
class
Foo(
object
):
def
__init__(
self
):
pass
obj
=
Foo()
# obj是通過Foo類例項化的物件
|
上述程式碼中，obj 是通過 Foo 類例項化的物件，其實，不僅 obj 是一個物件，Foo類本身也是一個物件，因為在Python中一切事物都是物件。
如果按照一切事物都是物件的理論：obj物件是通過執行Foo類的構造方法建立，那麼Foo類物件應該也是通過執行某個類的 構造方法 建立。
| 1 2 |
print
type
(obj)
# 輸出：<class '__main__.Foo'> 表示，obj 物件由Foo類建立
print
type
(Foo)
# 輸出：<type 'type'> 表示，Foo類物件由 type 類建立
|
所以，obj物件是Foo類的一個例項，Foo類物件是 type 類的一個例項，即：Foo類物件 是通過type類的構造方法建立。
那麼，建立類就可以有兩種方式：
a). 普通方式
| 1 2 3 4 |
class
Foo(
object
):
def
func(
self
):
print
'hello wupeiqi'
|
b).特殊方式（type類的建構函式）
| 1 2 3 4 5 6 7 |
def
func(
self
):
print
'hello wupeiqi'
Foo
=
type
(
'Foo'
,(
object
,), {
'func'
: func})
#type第一個引數：類名
#type第二個引數：當前類的基類
#type第三個引數：類的成員
|
＝＝》 類 是由 type 類例項化產生
那麼問題來了，類預設是由 type 類例項化產生，type類中如何實現的建立類？類又是如何建立物件？
答：類中有一個屬性 __metaclass__，其用來表示該類由 誰 來例項化建立，所以，我們可以為 __metaclass__ 設定一個type類的派生類，從而檢視 類 建立的過程。
View Code