python 面向物件(進階篇)
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
class Province: # 靜態欄位 country = '中國' def __init__(self, name): # 普通欄位 self.name = name # 直接訪問普通欄位 obj = Province('河北省') print obj.name # 直接訪問靜態欄位 Province.country
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,區別在於呼叫方式不同。
- 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
- 靜態方法:由類呼叫;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() f.ord_func() # 呼叫類方法 Foo.class_func() # 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
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
# ############### 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 #呼叫屬性
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 return val # ############### 呼叫 ############### p = Pager(1) p.start 就是起始值,即:m p.end 就是結束值,即:n
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 "wupeiqi" # ############### 呼叫 ############### obj = Goods() result = obj.price # 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 '@price.setter' @price.deleter def price(self): print '@price.deleter' # ############### 呼叫 ############### obj = Goods() obj.price # 自動執行 @property 修飾的 price 方法,並獲取方法的返回值 obj.price = 123 # 自動執行 @price.setter 修飾的 price 方法,並將 123 賦值給方法的引數 del obj.price # 自動執行 @price.deleter 修飾的 price 方法注: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(object): 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 return new_price @price.setter def price(self, value): self.original_price = value @price.deltter def price(self, value): del self.original_price obj = Goods() obj.price # 獲取商品價格 obj.price = 200 # 修改商品原價 del obj.price # 刪除商品原價
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 'wupeiqi' BAR = property(get_bar) obj = Foo() reuslt = obj.BAR # 自動呼叫get_bar方法,並獲取方法的返回值 print reusltproperty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: def get_bar(self): return 'wupeiqi' # *必須兩個引數 def set_bar(self, value): return return 'set value' + value def del_bar(self): return 'wupeiqi' BAR = property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...') obj = Foo() obj.BAR # 自動呼叫第一個引數中定義的方法:get_bar obj.BAR = "alex" # 自動呼叫第二個引數中定義的方法:set_bar方法,並將“alex”當作引數傳入 del Foo.BAR # 自動呼叫第三個引數中定義的方法:del_bar方法 obj.BAE.__doc__ # 自動獲取第四個引數中設定的值:description...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(object): 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 def del_price(self, value): del self.original_price PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '價格屬性描述...') obj = Goods() obj.PRICE # 獲取商品價格 obj.PRICE = 200 # 修改商品原價 del obj.PRICE # 刪除商品原價注意: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
class WSGIRequest(http.HttpRequest): def __init__(self, environ): script_name = get_script_name(environ) path_info = get_path_info(environ) if not path_info: # Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing # the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to # operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force # the path like this, but should be harmless. path_info = '/' self.environ = environ self.path_info = path_info self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/')) self.META = environ self.META['PATH_INFO'] = path_info self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper() _, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', '')) if 'charset' in content_params: try: codecs.lookup(content_params['charset']) except LookupError: pass else: self.encoding = content_params['charset'] self._post_parse_error = False try: content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH')) except (ValueError, TypeError): content_length = 0 self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length) self._read_started = False self.resolver_match = None def _get_scheme(self): return self.environ.get('wsgi.url_scheme') def _get_request(self): warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or ' '`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2) if not hasattr(self, '_request'): self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET) return self._request @cached_property def GET(self): # The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent. raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '') return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding) # ############### 看這裡看這裡 ############### def _get_post(self): if not hasattr(self, '_post'): self._load_post_and_files() return self._post # ############### 看這裡看這裡 ############### def _set_post(self, post): self._post = post @cached_property def COOKIES(self): raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '') return http.parse_cookie(raw_cookie) def _get_files(self): if not hasattr(self, '_files'): self._load_post_and_files() return self._files # ############### 看這裡看這裡 ############### POST = property(_get_post, _set_post) FILES = property(_get_files) REQUEST = property(_get_request)
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)
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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 obj = C() obj.func() # 類內部可以訪問 obj_son = D() obj_son.show() # 派生類中可以訪問
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() # 類內部可以訪問 ==> 正確 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 = "公有欄位" 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 obj.func() # 類內部訪問 obj_son = D(); obj_son.show() # 派生類中訪問
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() # 類內部訪問 ==> 正確 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: """ 描述類資訊,這是用於看片的神奇 """ def func(self): pass print Foo.__doc__ #輸出:類的描述資訊
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
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- class C: def __init__(self): self.name = 'wupeiqi'
from lib.aa import C obj = C() print obj.__module__ # 輸出 lib.aa,即:輸出模組 print obj.__class__ # 輸出 lib.aa.C,即:輸出類
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 = name self.age = 18 obj = Foo('wupeiqi') # 自動執行類中的 __init__ 方法
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, *args, **kwargs): print '__call__' obj = Foo() # 執行 __init__ obj() # 執行 __call__
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__ # 輸出:{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None} obj1 = Province('HeBei',10000) print obj1.__dict__ # 獲取 物件obj1 的成員 # 輸出:{'count': 10000, 'name': 'HeBei'} obj2 = Province('HeNan', 3888) print obj2.__dict__ # 獲取 物件obj1 的成員 # 輸出:{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}
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 'wupeiqi' obj = Foo() print obj # 輸出:wupeiqi
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
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9、__getslice__、__setslice__、__delslice__
該三個方法用於分片操作,如:列表
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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__
class Foo(object): pass obj = Foo() for i in obj: print i # 報錯:TypeError: 'Foo' object is not iterable
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- class Foo(object): def __iter__(self): pass obj = Foo() for i in obj: print i # 報錯:TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- class Foo(object): def __init__(self, sq): self.sq = sq def __iter__(self): return iter(self.sq) obj = Foo([11,22,33,44]) for i in obj: print i
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:
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#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- obj = iter([11,22,33,44]) while True: val = obj.next() print val
11. __new__ 和 __metaclass__
閱讀以下程式碼:
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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。
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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
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b).特殊方式(type類的建構函式)
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==》 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(type): 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(object): __metaclass__ = MyType def __init__(self, name): self.name = name def __new__(cls, *args, **kwargs): return object.__new__(cls, *args, **kwargs) # 第一階段:直譯器從上到下執行程式碼建立Foo類 # 第二階段:通過Foo類建立obj物件 obj = Foo()
以上就是面向物件進階篇的所有內容,歡迎拍磚...