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python类学习

0x01面向对象技术简介

(Class) 

用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。

类变量

类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。

数据成员

类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。

方法重写

如果从父类继承的方法不能满足子类的需求,可以对其进行改写,这个过程叫方法的覆盖(override),也称为方法的重写。

实例变量

定义在方法中的变量,只作用于当前实例的类。

继承

即一个派生类(derived class)继承基类(base class)的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如,有这样一个设计:一个Dog类型的对象派生自Animal类,这是模拟"是一个(is-a"关系(例图,Dog是一个Animal)。

实例化

创建一个类的实例,类的具体对象。

方法

类中定义的函数。用于实现一定具体的功能。

对象

通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员(类变量和实例变量)和方法。


0x02类的使用

创建类/定义类

使用class语句来创建一个新类,class之后为类的名称并以冒号结尾,类的帮助信息可以通过ClassName.__doc__查看。class_suite由类成员、方法、数据属性组成。
class <类名>:
    <语句>
class ClassName:
   '类的帮助信息'   #类文档字符串
   class_suite  #类体

类实例化后,可以使用其属性,实际上,创建一个类之后,可以通过类名访问其属性
如果直接使用类名修改其属性,那么将直接影响到已经实例化的对象

实例

class Employee:
   '所有员工的基类'
   empCount = 0
   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount
def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary
empCount变量是一个类变量,它的值将在这个类的所有实例之间共享。你可以在内部类或外部类使用Employee.empCount访问。
第一种方法__init__()方法是一种特殊的方法,被称为类的构造函数或初始化方法,当创建了这个类的实例时就会调用该方法。
1.    #类定义 
2.    class student: 
3.        #定义基本属性 
4.        name = '' 
5.        age = 0 
6.        #定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问 
7.        __weight = 0 
8.        #定义构造方法 
9.        def __init__(self,n,a,w): 
10.          self.name = n 
11.          self.age = a 
12.          self.__weight = w
13.      def speak(self): 
14.          print("%s is speaking: I am %d years old" %(self.name,self.age)) 
15.   
16.   
17.  p = student('tom',10,30) 
18.  p.speak() 

   

创建实例对象

要创建一个类的实例,你可以使用类的名称,并通过__init__方法接受参数。
"创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)

类属性与方法

类的私有属性:

__private_attrs两个下划线开头,声明该属性为私有,不能在类地外部被使用或直接访问,在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs

类的方法

在类地内部,使用def关键字可以为类定义一个方法,与一般函数定义不同,类方法必须包含参数self,且为第一个参数

类的私有方法:

       __private_method 两个下划线开头,声明该方法为私有方法,不能在类地外部调用,在类的内部调用时,使用slef.__private_methods
__init__  构造函数,在生成对象时调用
__del__   析构函数,释放对象时使用
__repr__  打印,转换
__setitem__ 按照索引赋值
__getitem__ 按照索引获取值
__len__ 获得长度
__cmp__ 比较运算
__call__ 函数调用

__add__ 加运算
__sub__ 减运算
__mul__ 乘运算
__div__ 除运算
__mod__ 求余运算
__pow__ 乘方

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class JustCounter:
       __secretCount = 0  # 私有变量
       publicCount = 0    # 公开变量

       def count(self):
              self.__secretCount += 1
              self.publicCount += 1
              print self.__secretCount

counter = JustCounter()
counter.count()
counter.count()
print counter.publicCount
print counter.__secretCount  # 报错,实例不能访问私有变量

Python 通过改变名称来包含类名:
1
2
2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 17, in
    print counter.__secretCount  # 报错,实例不能访问私有变量
AttributeError: JustCounter instance has no attribute '__secretCount'

Python不允许实例化的类访问私有数据,但你可以使用 object._className__attrName 访问属性,将如下代码替换以上代码的最后一行代码:
print counter._JustCounter__secretCount

Python内置类属性

l  __dict__ : 类的属性(包含一个字典,由类的数据属性组成)
l  __doc__ :类的文档字符串
l  __name__: 类名
l  __module__: 类定义所在的模块(类的全名是'__main__.className',如果类位于一个导入模块mymod中,那么className.__module__ 等于 mymod
l  __bases__ : 类的所有父类构成元素(包含了以个由所有父类组成的元组)
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '所有员工的基类'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
  
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

print "Employee.__doc__:", Employee.__doc__
print "Employee.__name__:", Employee.__name__
print "Employee.__module__:", Employee.__module__
print "Employee.__bases__:", Employee.__bases__
print "Employee.__dict__:", Employee.__dict__

执行以上代码输出结果如下:
Employee.__doc__: 所有员工的基类
Employee.__name__: Employee
Employee.__module__: __main__
Employee.__bases__: ()
Employee.__dict__: {'__module__': '__main__', 'displayCount': , 'empCount': 0, 'displayEmployee': , '__doc__': '\xe6\x89\x80\xe6\x9c\x89\xe5\x91\x98\xe5\xb7\xa5\xe7\x9a\x84\xe5\x9f\xba\xe7\xb1\xbb', '__init__': }


访问属性

可以使用点(.)来访问对象的属性。使用如下类的名称访问类变量。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Employee:
   '所有员工的基类'
   empCount = 0

   def __init__(self, name, salary):
      self.name = name
      self.salary = salary
      Employee.empCount += 1
  
   def displayCount(self):
     print "Total Employee %d" % Employee.empCount

   def displayEmployee(self):
      print "Name : ", self.name,  ", Salary: ", self.salary

"创建 Employee 类的第一个对象"
emp1 = Employee("Zara", 2000)
"创建 Employee 类的第二个对象"
emp2 = Employee("Manni", 5000)
emp1.displayEmployee()
emp2.displayEmployee()
print "Total Employee %d" % Employee.empCount
可以添加,删除,修改类的属性,如下所示:
emp1.age = 7  # 添加一个 'age' 属性
emp1.age = 8  # 修改 'age' 属性
del emp1.age  # 删除 'age' 属性
也可以使用以下函数的方式来访问属性:
     getattr(obj, name[, default]) : 访问对象的属性。
     hasattr(obj,name) : 检查是否存在一个属性。
     setattr(obj,name,value) : 设置一个属性。如果属性不存在,会创建一个新属性。
     delattr(obj, name) : 删除属性。
hasattr(emp1, 'age')    # 如果存在 'age' 属性返回 True
getattr(emp1, 'age')    # 返回 'age' 属性的值
setattr(emp1, 'age', 8) # 添加属性 'age' 值为 8
delattr(empl, 'age')    # 删除属性 'age'

类的继承

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用,实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。
需要注意的地方:继承语法 class 派生类名(基类名)://... 基类名写作括号里,基本类是在类定义的时候,在元组之中指明的。
python中继承中的一些特点:
1:在继承中基类的构造(__init__()方法)不会被自动调用,它需要在其派生类的构造中亲自专门调用。
2:在调用基类的方法时,需要加上基类的类名前缀,且需要带上self参数变量。区别于在类中调用普通函数时并不需要带上self参数
3Python总是首先查找对应类型的方法,如果它不能在派生类中找到对应的方法,它才开始到基类中逐个查找。(先在本类中查找调用的方法,找不到才去基类中找)。
如果在继承元组中列了一个以上的类,那么它就被称作"多重继承"

派生类:

派生类的声明,与他们的父类类似,继承的基类列表跟在类名之后,如下所示:
class SubClassName (ParentClass1[, ParentClass2, ...]):
   'Optional class documentation string'
   class_suite
      
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Parent:        # 定义父类
   parentAttr = 100
   def __init__(self):
      print "调用父类构造函数"

   def parentMethod(self):
      print '调用父类方法'

   def setAttr(self, attr):
      Parent.parentAttr = attr

   def getAttr(self):
      print "父类属性 :", Parent.parentAttr

class Child(Parent): # 定义子类
   def __init__(self):
      print "调用子类构造方法"

   def childMethod(self):
      print '调用子类方法 child method'

c = Child()          # 实例化子类
c.childMethod()      # 调用子类的方法
c.parentMethod()     # 调用父类方法
c.setAttr(200)       # 再次调用父类的方法
c.getAttr()          # 再次调用父类的方法

以上代码执行结果如下:
调用子类构造方法
调用子类方法 child method
调用父类方法
父类属性 : 200

你可以继承多个类
class A:        # 定义类 A
.....
class B:         # 定义类 B
.....
class C(A, B):   # 继承类 A B
.....

判断类

你可以使用issubclass()或者isinstance()方法来检测。
issubclass(sub,sup):布尔函数,判断一个类是另一个类的子类或者孙类:
isinstance(obj, Class) :布尔函数,如果objClass类的实例对象或者是一个Class子类的实例对象则返回true

单继承

class <类名>(父类名)
              <语句>
1.  #单继承示例 
2.  class student(people): 
3.      grade = '' 
4.      def __init__(self,n,a,w,g): 
5.          #调用父类的构函 
6.          people.__init__(self,n,a,w) 
7.          self.grade = g 
8.      #覆写父类的方法 
9.      def speak(self): 
10.         print("%s is speaking: I am %d years old,and I am in grade %d"%(self.name,self.age,self.grade)) 
11.  
12.  
13.  
14. s = student('ken',20,60,3) 
15. s.speak() 

类的多重继承

class 类名(父类1,父类2,....,父类n)
              <语句1>
需要注意圆括号中父类的顺序,若是父类中有相同的方法名,而在子类使用时未指定,python从左至右搜索,即方法在子类中未找到时,从左到右查找父类中是否包含方法。
   
1.  #另一个类,多重继承之前的准备 
2.  class speaker(): 
3.      topic = '' 
4.      name = '' 
5.      def __init__(self,n,t): 
6.          self.name = n 
7.          self.topic = t 
8.      def speak(self): 
9.          print("I am %s,I am a speaker!My topic is %s"%(self.name,self.topic)) 
10.  
11. #多重继承 
12. class sample(speaker,student): 
13.     a ='' 
14.     def __init__(self,n,a,w,g,t): 
15.         student.__init__(self,n,a,w,g) 
16.         speaker.__init__(self,n,t) 
17.  
18. test = sample("Tim",25,80,4,"Python") 
test.speak()#方法名同,默认调用的是在括号中排前地父类的方法



方法重写

如果你的父类方法的功能不能满足你的需求,你可以在子类重写你父类的方法:
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Parent:        # 定义父类
   def myMethod(self):
      print '调用父类方法'

class Child(Parent): # 定义子类
   def myMethod(self):
      print '调用子类方法'

c = Child()          # 子类实例
c.myMethod()         # 子类调用重写方法


执行以上代码输出结果如下:
调用子类方法

基础重载方法

下表列出了一些通用的功能,你可以在自己的类重写:
序号
方法, 描述 & 简单的调用
1
__init__ ( self [,args...] )
构造函数
简单的调用方法obj = className(args)
2
__del__( self )
析构方法, 删除一个对象
简单的调用方法dell obj
3
__repr__( self )
转化为供解释器读取的形式
简单的调用方法repr(obj)
4
__str__( self )
用于将值转化为适于人阅读的形式
简单的调用方法str(obj)
5
__cmp__ ( self, x )
对象比较
简单的调用方法cmp(obj, x)

运算符重载

Python同样支持运算符重载,实例如下:
#!/usr/bin/python

class Vector:
   def __init__(self, a, b):
      self.a = a
      self.b = b

   def __str__(self):
      return 'Vector (%d, %d)' % (self.a, self.b)
  
   def __add__(self,other):
      return Vector(self.a + other.a, self.b + other.b)

v1 = Vector(2,10)
v2 = Vector(5,-2)
print v1 + v2

执行结果:
Vector(7,8)


python对象销毁(垃圾回收)

Java语言一样,Python使用了引用计数这一简单技术来追踪内存中的对象。
Python内部记录着所有使用中的对象各有多少引用;
一个内部跟踪变量,称为一个引用计数器;
当对象被创建时, 就创建了一个引用计数, 当这个对象不再需要时, 也就是说, 这个对象的引用计数变为0 时, 它被垃圾回收;
回收不是"立即"的, 由解释器在适当的时机,将垃圾对象占用的内存空间回收。
a = 40      # 创建对象  <40>
b = a       # 增加引用, <40> 的计数
c = [b]     # 增加引用.  <40> 的计数

del a       # 减少引用 <40> 的计数
b = 100     # 减少引用 <40> 的计数
c[0] = -1   # 减少引用 <40> 的计数

垃圾回收机制不仅针对引用计数为0的对象,同样也可以处理循环引用的情况。循环引用指的是,两个对象相互引用,但是没有其他变量引用他们。这种情况下,仅使用引用计数是不够的。Python 的垃圾收集器实际上是一个引用计数器和一个循环垃圾收集器。作为引用计数的补充, 垃圾收集器也会留心被分配的总量很大(及未通过引用计数销毁的那些)的对象。 在这种情况下, 解释器会暂停下来, 试图清理所有未引用的循环。

实例

析构函数 __del__ __del__在对象销毁的时候被调用,当对象不再被使用时,__del__方法运行:
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

class Point:
   def __init__( self, x=0, y=0):
      self.x = x
      self.y = y
   def __del__(self):
      class_name = self.__class__.__name__
      print class_name, "销毁"

pt1 = Point()
pt2 = pt1
pt3 = pt1
print id(pt1), id(pt2), id(pt3) # 打印对象的id
del pt1
del pt2
del pt3


运行结果:
3083401324 3083401324 3083401324
Point 销毁



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