1. 程式人生 > >Python 中的類的成員、成員修飾符、類的特殊成員

Python 中的類的成員、成員修飾符、類的特殊成員

看了一下,現在的CSDN大多都是Python2來編寫例子,今天邊學習,邊進行修改為Python3,大家互相學習

  1. 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 物件 的使用
  2. 類 是一個模板,模板中包裝了多個“函式”供使用
  3. 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
  4. 面向物件三大特性:封裝、繼承和多型。

類的成員

類的成員可以分為三大類:欄位、方法和屬性,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:無論物件有多少,在記憶體中只建立一份。

一、欄位

欄位: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,訪問的型別不同

  1. 普通欄位需要通過物件來訪問
  2. 靜態欄位通過類訪問
class Province():     
# 靜態欄位    
    country = 'china'     
    def __init__(self, name):         
# 普通欄位        
        self.name = name  
# 直接訪問普通欄位
obj = Province('henansheng')
print(obj.name) 
# 直接訪問靜態欄位
Province.country

二、方法

方法: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,區別在於呼叫方式不同。

  1. 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
  2. 類方法:由呼叫; 至少一個cls引數;執行類方法時,自動將呼叫該方法的複製給cls
  3. 靜態方法:由呼叫;無預設引數;
class Foo():    
    def __init__(self, name):        
        self.name = name   
  
    def ord_func(self):        
""" 
定義普通方法,至少有一個self引數 
"""         
        #print(self.name)        
        print('普通方法')      
@classmethod    

    def class_func(cls):        
""" 
定義類方法,至少有一個cls引數
 """         
        print('類方法')      
@staticmethod    
    def static_func():        
""" 
定義靜態方法 ,無預設引數
"""         
        print('靜態方法')   
# 呼叫普通方法

f = Foo('china')
f.ord_func() 
# 呼叫類方法
Foo.class_func('test') 
# 呼叫靜態方法
Foo.static_func()

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  

對於屬性,有以下知識點:

  1. 屬性的基本使用
  2. 屬性的兩種定義方式

1、屬性的基本使用

################ 定義 ###############
class Foo():
    def func(self):
        pass
    #定義屬性
    @property
    def prop(self):
        pass
################ 呼叫 ###############
foo_obj = Foo()   
foo_obj.func
foo_obj.prop

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
# ####定義#######
class Pager():
    def __init__(self, current_page):
        # 使用者當前請求的頁碼(第一頁、第二頁.....’)
        self.current_page = current_page
        # 每頁預設顯示10條資料
        self.per_items = 10
        
    @property
    def start(self):
        val = (self.current_page - 1) * self.per_items
        return val
    
    @property
    def end(self):
        val = self.current_page * self.per_items - 1
        return val
# ####呼叫######
p = Pager(8)
#這是頁數的起始值
print(p.start) 
#這是終止值
print(p.end)

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)

#  ####定義#####
class Goods():
    @property
    def price(self):
        return 'study'
    
# ####呼叫####
obj = Goods()
result = obj.price
print(result)
# 自動執行,@property修飾的price方法,並獲取方法的返回值

新式類,具有三種@property裝飾器

# ####定義####
class Goods(object):
    
    @property
    def price(self):
        print("@property")
        
    @price.setter
    def price(self, value):
        print("@peice.setter")
        print(value)
        
    @price.deleter
    def price(self):
        print('@price.deleter')
######呼叫#####
obj = Goods()
# 自動執行@property修飾的price方法,並獲取方法的返回值
obj.price
# 自動執行 @price.setter修飾的price方法,並將123賦值給方法的引數
obj.price = 123
# 自動執行@price.delete修飾的price方法
del obj.price

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

class Goods():
    
    def __init__(self):
        # 原價
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8
        
    @property
    def price(self):
        # 實際價格 = 原價 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        print(new_price)
        return new_price
     
    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value
        print(value)
        
    @price.deleter
    def price(self, value):
        del self.original_price
        
obj = Goods()
# 獲取商品價格
obj.price
# 修改商品價格
obj.price = 300
# 刪除商品原價
del obj.price

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

class Foo():
    def get_bar(self):
        return 'jiushizheyang'
    
    BAR = property(get_bar)
    
obj = Foo()
reuslt = obj.BAR
print(reuslt)

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
class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.name = 'zhang'
        self.age = 18
        
    def get_bar(self):
        return 'zheyangyinggaikeyi'
    
    # 必須是兩個引數
    def set_bar(self, value):
        #self.value = 'zhang' + ' ' + value
        return 'jjls' + '   ' + value
    
    def del_bar(self, value):
        pass
    
    BRA = property(get_bar, set_bar, del_bar, 'property的使用方法')
    
obj = Foo()
# 自動呼叫第一個引數定義的方法:get_bar
obj.BRA
print(obj.BRA)
# 自動呼叫第二個引數定義的方法:set_bar
print(obj.set_bar('zhang'))
# 自動呼叫第三個方法
#del Foo.BRA
# 自動獲取第四個引數設定的值:property的使用方法
print(Foo.BRA.__doc__)

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

class Goods():
    def __init__(self):
        # 原價
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8
        
    def get_price(self):
        # 實際價格 = 原價 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price
      
    def set_price(self, value):
        self.original_price = value
        return self.original_price
        
    def del_price(self):
        del self.original_price
    
    PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '描述一下商品的價格是多少....')

obj = Goods()
# 獲取商品的價格
obj.PRICE
print(obj.PRICE)
# 修改商品價格
obj.PRICE = 200
print(obj.PRICE)
# 刪除商品原價
del obj.PRICE
print(Goods.PRICE.__doc__)

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)

class C():
    def __init__(self):
        self.name = '公有欄位'
        self.__name = '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;
class C():
    __name = '公有靜態欄位'
    
    def func(self):
        print(C.__name)
        
class D(C):
    def show(self):
        print(C.__name)
        
#C.__name  # 類訪問  ==》錯誤

obj = C()
obj.func() # 類的內部訪問

#obj_son = D()
#obj._son.show() # 派生類中可以訪問  ==》錯誤

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。

class C():
    def __init__(self):
        self.__foo = '私有欄位'
        
    def func(self):
        print(self.__foo) # 類內部訪問
            
class D(C):
    def show(self):
        print(self.__foo) # 派生類中訪問
        
obj = C()
#obj.__foo # 通過物件訪問 ==》錯誤

obj.func()

#obj_son = D()
#obj_son.show()  # 派生類中訪問 ==》錯誤

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

class Foo():
    '''
    描述風語咒的電影資訊
    '''
    def func(self):
        pass
 
# 輸出類的描述資訊
print(Foo.__doc__)

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

# 資料夾名稱為 test.py
class C():
    def __init__(self):
        self.name = 'midou'
from test import C

obj = C()
# 輸出模組
print(obj.__module__)  

# 輸出類
print(boj.__class__)

3. __init__

構造方法,通過類建立物件時,自動觸發執行。

class Foo():
    def __init__(self, name):
        self.name = 'xiaoQiaoLiuShui'
        self.age = 19
        print('My name is {0}'.format(self.name))
        print('My name is {0}'.format(name))
        
# 自動執行類的__init__方法
obj = Foo('midan')

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。

class Foo():
    def __del__(self):
        pass

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()

class Foo():
    def __init__(self):
        pass
    
    def __call__(self, *arg, **kwargs):
        print("__call__")
  
# 執行 __init__
obj = Foo()

# 執行 __call__
obj()

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:

class Province():
    country = 'china'
    
    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count
        
    def func(self, *args, **kwargs):
        print('func')
        
# 獲取類的成員, 即:靜態欄位、方法
print(Province.__dict__)

obj = Province('shangHai', 10000)
print(obj.__dict__)

obj1 = Province('beiJing', 20000)
print(obj.__dict__)

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。

class Foo():
    def __str__(self):
        return "Who I Am"
        #return('Who I Am')
    
obj = Foo()
print(obj)

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

class Foo():
    def __getitem__(self, key):
        print('__gititem', key)
    
    def __setitem__(self, key, value):
        print('__set__', key, value)
        
    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__', key)
        
obj = Foo()
# 自動觸發__getitem__
result = obj['zhang':'mi','zhang':'liu']
# 自動觸發__setitem__
obj['k2'] = 'juanjuanliushui'
# 自動觸發__delitem__
del obj

9. __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__


# TypeError: 'Foo' object is not iterable

class Foo():
    pass

obj = Foo()
for i in obj:
    print(i)

# TypeError: 'Foo' object is not iterable
#TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'

class Foo():
    def __iter__(self):
        pass
    
obj = Foo()
for i in obj:
    print(i)

#TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
class Foo():
    def __init__(self, sq):
        self.sq = sq
        
    def __iter__(self):
        return iter(self.sq)
    
obj = Foo([1,2,3,4])

for i in obj:
    print(i)

以上步驟可以看出,for迴圈迭代的其實是 iter([1,2,3,4]) ,所以執行流程可以變更為:

obj = [1,2,3,4]
for i in obj:
    print(i)
# 獲取一個Iteration物件
obj =iter([1,2,3,4])
# 迴圈
while True:
    try:
       # 獲取一值 
        var = next(obj)
        print(var)
        
    except StopIteration:
        #遇到StopIteration就退出迴圈
        break

10. __new__ 和 __metaclass__

class Foo():
    def __init__(self):
        pass
# obj通過Foo類例項化物件  
obj = Foo()

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。

# <class '__main__.Foo'>
# <class 'type'>

print(type(obj))
print(type(Foo))

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

class Foo():
    def func(self):
        return "hello, welcome to shanghai"

b).特殊方式(type類的建構函式)

def func(self):
    print("Who I Am")
    
Foo = type('Foo', (), {'a':1, 'b':2})

==》 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。

class MyType():
    def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
        super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)
        
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)
        
        self.__init__(obj)
            
class Foo():
    __metaclass__ = MyType
    
    def __init__(self):
        print('Who I Am')

    

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        #pass
        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)
    
obj = Foo()