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Python成员 Python面向对象之成员相关知识总结

华青水上   2021-06-24 我要评论
想了解Python面向对象之成员相关知识总结的相关内容吗,华青水上在本文为您仔细讲解Python成员的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Python成员,Python面向对象,下面大家一起来学习吧。

一、成员

 1.1 变量

  • 实例变量,属于对象,每个对象中各自维护自己的数据。
  • 类变量,属于类,可以被所有对象共享,一般用于给对象提供公共数据(类似于全局变量)。
class Person(object):
    country = "中国"
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def show(self):
        # message = "{}-{}-{}".format(Person.country, self.name, self.age)
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)
 
print(Person.country) # 中国
 
 
p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name)
print(p1.age)
print(p1.country) # 中国
 
p1.show() # 中国-华青水上-20

提示:当把每个对象中都存在的相同的示例变量时,可以选择把它放在类变量中,这样就可以避免对象中维护多个相同数据。

易错点

  • 注意读和写的区别。
class Person(object):
    country = "中国"
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)
 
print(Person.country) # 中国
 
p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name) # 华青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 中国
p1.show() # 中国-华青水上-20
 
p1.name = "root"     # 在对象p1中讲name重置为root
p1.num = 19          # 在对象p1中新增实例变量 num=19
p1.country = "china" # 在对象p1中新增实例变量 country="china"
 
print(p1.country)   # china
print(Person.country) # 中国
class Person(object):
    country = "中国"
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)
 
print(Person.country) # 中国
 
Person.country = "美国"
 
 
p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name) # 华青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 美国
  • 继承关系中的读写
class Base(object):
    country = "中国"
 
 
class Person(Base):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(Person.country, self.name, self.age)
        # message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)
 
 
# 读
print(Base.country) # 中国
print(Person.country) # 中国
 
obj = Person("华青水上",19)
print(obj.country) # 中国
 
# 写
Base.country = "china"
Person.country = "泰国"
obj.country = "日本"

1.2 方法

  • 绑定方法,默认有一个self参数,由对象进行调用(此时self就等于调用方法的这个对象)【对象&类均可调用】
  • 类方法,默认有一个cls参数,用类或对象都可以调用(此时cls就等于调用方法的这个类)【对象&类均可调用】
  • 静态方法,无默认参数,用类和对象都可以调用。【对象&类均可调用】
class Foo(object):
 
    def __init__(self, name,age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def f1(self):
        print("绑定方法", self.name)
 
    @classmethod
    def f2(cls):
        print("类方法", cls)
 
    @staticmethod
    def f3():
        print("静态方法")
        
# 绑定方法(对象)
obj = Foo("武沛齐",20)
obj.f1() # Foo.f1(obj)
 
 
# 类方法
Foo.f2()  # cls就是当前调用这个方法的类。(类)
obj.f2()  # cls就是当前调用这个方法的对象的类。
 
 
# 静态方法
Foo.f3()  # 类执行执行方法(类)
obj.f3()  # 对象执行执行方法

在Python中比较灵活,方法都可以通过对象和类进行调用;而在java、c#等语言中,绑定方法只能由对象调用;类方法或静态方法只能由类调用。

import os
import requests
 
 
class Download(object):
 
    def __init__(self, folder_path):
        self.folder_path = folder_path
 
    @staticmethod
    def download_dou_yin():
        # 下载抖音
        res = requests.get('.....')
 
        with open("xxx.mp4", mode='wb') as f:
            f.write(res.content)
 
    def download_dou_yin_2(self):
        # 下载抖音
        res = requests.get('.....')
        path = os.path.join(self.folder_path, 'xxx.mp4')
        with open(path, mode='wb') as f:
            f.write(res.content)
 
 
obj = Download("video")
obj.download_dou_yin()

1.3 属性

属性其实是由绑定方法 + 特殊装饰器 组合创造出来的,让我们以后在调用方法时可以不加括号。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def f1(self):
        return 123
 
    @property
    def f2(self):
        return 123
 
 
obj = Foo("华青水上")
 
v1 = obj.f1()
print(v1)
 
v2 = obj.f2
print(v2)
class Pagination:
    def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
        self.per_page_num = per_page_num
        
        if not current_page.isdecimal():
            self.current_page = 1
            return
        current_page = int(current_page)
        if current_page < 1:
            self.current_page = 1
            return
        self.current_page = current_page
	
    def start(self):
        return (self.current_page - 1) * self.per_page_num
	
    def end(self):
        return self.current_page * self.per_page_num
 
 
user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]
 
# 分页显示,每页显示10条
while True:
    page = input("请输入页码:")
	
    # page,当前访问的页码
    # 10,每页显示10条数据
	# 内部执行Pagination类的init方法。
    pg_object = Pagination(page, 20)
    
    page_data_list = user_list[ pg_object.start() : pg_object.end() ]
    for item in page_data_list:
        print(item)
class Pagination:
    def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
        self.per_page_num = per_page_num
 
        if not current_page.isdecimal():
            self.current_page = 1
            return
        current_page = int(current_page)
        if current_page < 1:
            self.current_page = 1
            return
        self.current_page = current_page
 
    @property
    def start(self):
        return (self.current_page - 1) * self.per_page_num
 
    @property
    def end(self):
        return self.current_page * self.per_page_num
 
 
user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]
 
# 分页显示,每页显示10条
while True:
    page = input("请输入页码:")
 
    pg_object = Pagination(page, 20)
    page_data_list = user_list[ pg_object.start : pg_object.end ]
    
    for item in page_data_list:
        print(item)

关于属性的编写有两种方式:

  • 方式一,基于装饰器
class C(object):
    
    @property
    def x(self):
        pass
    
    @x.setter
    def x(self, value):
        pass
    
    @x.deleter
    def x(self):
		pass
        
obj = C()
 
obj.x
obj.x = 123
del obj.x
  • 方式二,基于定义变量
class C(object):
    
    def getx(self): 
		pass
    
    def setx(self, value): 
		pass
        
    def delx(self): 
		pass
        
    x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")
    
obj = C()
 
obj.x
obj.x = 123
del obj.x

注意:由于属性和实例变量的调用方式相同,所以在编写时需要注意:属性名称 不要 实例变量 重名。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    @property
    def func(self):
        return 123
 
 
obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj.name)

一旦重名,可能就会有报错。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 报错,错认为你想要调用 @name.setter 装饰的方法。
        self.age = age
 
    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self.name, self.age)
 
 
obj = Foo("华青水上", 123)
class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name 
        self.age = age
 
    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self.name, self.age) # 报错,循环调用自己(直到层级太深报错)
 
    @name.setter
    def name(self, value):
        print(value)
 
 
obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj.name)

如果真的想要在名称上创建一些关系,可以让实例变量加上一个下划线。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self.age = age
 
    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self._name, self.age)
 
 
obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj._name)
print(obj.name)

二、成员修饰符

Python中成员的修饰符就是指的是:公有、私有。

  • 公有,在任何地方都可以调用这个成员。
  • 私有,只有在类的内部才可以调用改成员(成员是以两个下划线开头,则表示该成员为私有)。
class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.age = age
 
    def get_data(self):
        return self.__name
 
    def get_age(self):
        return self.age
 
 
obj = Foo("华青水上", 123)
 
 
# 公有成员
print(obj.age)
v1 = self.get_age()
print(v1)
 
# 私有成员
# print(obj.__name) # 错误,由于是私有成员,只能在类中进行使用。
v2 = obj.get_data()
print(v2)

特别提醒:父类中的私有成员,子类无法继承。

class Base(object):
 
    def __data(self):
        print("base.__data")
 
    def num(self):
        print("base.num")
 
 
class Foo(Base):
 
    def func(self):
        self.num()
        self.__data() # # 不允许执行父类中的私有方法
 
 
obj = Foo()
obj.func()
class Base(object):
 
    def __data(self):
        print("base.__data")
 
    def num(self):
        print("base.num")
        self.__data()  # 不允许执行父类中的私有方法
 
 
class Foo(Base):
 
    def func(self):
        self.num()
 
 
obj = Foo()
obj.func()

按理说私有成员是无法被外部调用,但如果用一些特殊的语法也可以(Flask源码中有这种写法,大家写代码不推荐这样写)。

class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        self.__num = 123
        self.age = 19
 
    def __msg(self):
        print(1234)
 
 
obj = Foo()
print(obj.age)
print(obj._Foo__num)
obj._Foo__msg()

成员是否可以作为独立的功能暴露给外部,让外部调用并使用。

  • 可以,公有。
  • 不可以,内部其他放的一个辅助,私有。

三、对象嵌套

在基于面向对象进行编程时,对象之间可以存在各种各样的关系,例如:组合、关联、依赖等(Java中的称呼),用大白话来说就是各种嵌套。

情景一:

class Student(object):
    """ 学生类 """
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def message(self):
        data = "我是一名学生,我叫:{},我今年{}岁".format(self.name, self.age)
        print(data)
 
s1 = Student("华青水上", 19)
s2 = Student("殊途同归", 19)
s3 = Student("春花秋月", 19)
 
 
 
class Classes(object):
    """ 班级类 """
 
    def __init__(self, title):
        self.title = title
        self.student_list = []
 
    def add_student(self, stu_object):
        self.student_list.append(stu_object)
 
    def add_students(self, stu_object_list):
        for stu in stu_object_list:
            self.add_student(stu)
 
    def show_members(self):
        for item in self.student_list:
            # print(item)
            item.message()
 
c1 = Classes("三年二班")
c1.add_student(s1)
c1.add_students([s2, s3])
 
print(c1.title)
print(c1.student_list)

情景二:

class Student(object):
    """ 学生类 """
 
    def __init__(self, name, age, class_object):
        self.name = name
        self.age = age
        self.class_object = class_object
 
    def message(self):
        data = "我是一名{}班的学生,我叫:{},我今年{}岁".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)
 
 
class Classes(object):
    """ 班级类 """
 
    def __init__(self, title):
        self.title = title
 
 
c1 = Classes("Python全栈")
c2 = Classes("Linux云计算")
 
 
user_object_list = [
    Student("华青水上", 19, c1),
    Student("殊途同归", 19, c1),
    Student("春花秋月", 19, c2)
]
 
for obj in user_object_list:
    print(obj.name,obj.age, obj.class_object.title)

情景三:

class Student(object):
    """ 学生类 """
 
    def __init__(self, name, age, class_object):
        self.name = name
        self.age = age
        self.class_object = class_object
 
    def message(self):
        data = "我是一名{}班的学生,我叫:{},我今年{}岁".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)
 
 
class Classes(object):
    """ 班级类 """
 
    def __init__(self, title, school_object):
        self.title = title
        self.school_object = school_object
 
 
class School(object):
    """ 学校类 """
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
 
s1 = School("北京校区")
s2 = School("上海校区")
 
c1 = Classes("Python全栈", s1)
c2 = Classes("Linux云计算", s2)
 
user_object_list = [
    Student("华青水上", 19, c1),
    Student("殊途同归", 19, c1),
    Student("春花秋月", 19, c2)
]
for obj in user_object_list:
    print(obj.name, obj.class_object.title ,  obj.class_object.school_object.name)

四、特殊成员

在Python的类中存在一些特殊的方法,这些方法都是 __方法__ 格式,这种方法在内部均有特殊的含义,接下来我们来讲一些常见的特殊成员:

  • __init__,初始化方法
class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
 
obj = Foo("华青水上")
  • __new__,构造方法
class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        print("第二步:初始化对象,在空对象中创建数据")
        self.name = name
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("第一步:先创建空对象并返回")
        return object.__new__(cls)
 
 
obj = Foo("华青水上")
  • __call__
class Foo(object):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("执行call方法")
 
 
obj = Foo()
obj()
  • __str__
class Foo(object):
 
    def __str__(self):
        return "哈哈哈哈"
 
 
obj = Foo()
data = str(obj)
print(data)
  • __dict__
class Foo(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
 
obj = Foo("华青水上",19)
print(obj.__dict__)
  • __getitem____setitem____delitem__
class Foo(object):
 
    def __getitem__(self, item):
        pass
 
    def __setitem__(self, key, value):
        pass
 
    def __delitem__(self, key):
        pass
 
 
obj = Foo("华青水上", 19)
 
obj["x1"]
obj['x2'] = 123
del obj['x3']
  • __enter____exit__
class Foo(object):
 
    def __enter__(self):
        print("进入了")
        return 666
 
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("出去了")
 
 
obj = Foo()
with obj as data:
    print(data)

# 面试题(补充代码,实现如下功能)

class Context:
 
    def __enter__(self):
        return self        
 
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        pass
 
    def do_something(self):      # __enter__返回self才可以调用执行do_something方法
        pass
 
 
with Context() as ctx:
    ctx.do_something()

上述面试题属于上下文管理的语法

  • __add__
class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def __add__(self, other):
        return "{}-{}".format(self.name, other.name)
 
 
v1 = Foo("alex")
v2 = Foo("sb")
 
# 对象+值,内部会去执行 对象.__add__方法,并将+后面的值当做参数传递过去。
v3 = v1 + v2
print(v3)
  • __iter__

迭代器

# 迭代器类型的定义:
    1.当类中定义了 __iter__ 和 __next__ 两个方法。
    2.__iter__ 方法需要返回对象本身,即:self
    3. __next__ 方法,返回下一个数据,如果没有数据了,则需要抛出一个StopIteration的异常。
	官方文档:https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#iterator-types
        
# 创建 迭代器类型 :
	class IT(object):
        def __init__(self):
            self.counter = 0
 
        def __iter__(self):
            return self
 
        def __next__(self):
            self.counter += 1
            if self.counter == 3:
                raise StopIteration()
            return self.counter
 
# 根据类实例化创建一个迭代器对象:
    obj1 = IT()
    
    # v1 = obj1.__next__()
    # v2 = obj1.__next__()
    # v3 = obj1.__next__() # 抛出异常
    
    v1 = next(obj1) # obj1.__next__()
    print(v1)
 
    v2 = next(obj1)
    print(v2)
 
    v3 = next(obj1)
    print(v3)
 
 
    obj2 = IT()
    for item in obj2:  # 首先会执行迭代器对象的__iter__方法并获取返回值,一直去反复的执行 next(对象) 
        print(item)    

迭代器对象支持通过next取值,如果取值结束则自动抛出StopIteration。

for循环内部在循环时,先执行__iter__方法,获取一个迭代器对象,然后不断执行的next取值(有异常StopIteration则终止循环)。

生成器

# 创建生成器函数
    def func():
        yield 1
        yield 2
    
# 创建生成器对象(内部是根据生成器类generator创建的对象),生成器类的内部也声明了:__iter__、__next__ 方法。
    obj1 = func()
    
    v1 = next(obj1)
    print(v1)
 
    v2 = next(obj1)
    print(v2)
 
    v3 = next(obj1)
    print(v3)
 
 
    obj2 = func()
    for item in obj2:
        print(item)

如果按照迭代器的规定来看,其实生成器类也是一种特殊的迭代器类(生成器也是一个中特殊的迭代器)。

可迭代对象

# 如果一个类中有__iter__方法且返回一个迭代器对象 ;则我们称以这个类创建的对象为可迭代对象。
 
class Foo(object):
    
    def __iter__(self):
        return 迭代器对象(生成器对象)
    
obj = Foo() # obj是 可迭代对象。
 
# 可迭代对象是可以使用for来进行循环,在循环的内部其实是先执行 __iter__ 方法,获取其迭代器对象,然后再在内部执行这个迭代器对象的next功能,逐步取值。
for item in obj:
    pass

可迭代对象是可以使用for来进行循环,在循环的内部其实是先执行 __iter__ 方法,获取其迭代器对象,然后再在内部执行这个迭代器对象的next功能,逐步取值。

class IT(object):
    def __init__(self):
        self.counter = 0
 
    def __iter__(self):
        return self
 
    def __next__(self):
        self.counter += 1
        if self.counter == 3:
            raise StopIteration()
        return self.counter
 
 
class Foo(object):
    def __iter__(self):
        return IT()
 
 
obj = Foo() # 可迭代对象
 
 
for item in obj: # 循环可迭代对象时,内部先执行obj.__iter__并获取迭代器对象;不断地执行迭代器对象的next方法。
    print(item)
# 基于可迭代对象&迭代器实现:自定义range
class IterRange(object):
    def __init__(self, num):
        self.num = num
        self.counter = -1
 
    def __iter__(self):
        return self
 
    def __next__(self):
        self.counter += 1
        if self.counter == self.num:
            raise StopIteration()
        return self.counter
 
 
class Xrange(object):
    def __init__(self, max_num):
        self.max_num = max_num
 
    def __iter__(self):
        return IterRange(self.max_num)
 
 
obj = Xrange(100)
 
for item in obj:
    print(item)
class Foo(object):
    def __iter__(self):
        yield 1
        yield 2
 
 
obj = Foo()
for item in obj:
    print(item)
# 基于可迭代对象&生成器 实现:自定义range
 
class Xrange(object):
    def __init__(self, max_num):
        self.max_num = max_num
 
    def __iter__(self):
        counter = 0
        while counter < self.max_num:
            yield counter
            counter += 1
 
 
obj = Xrange(100)
for item in obj:
    print(item)

常见的数据类型:

from collections.abc import Iterator, Iterable
 
v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterator) )  # false,判断是否是迭代器;判断依据是__iter__ 和 __next__。
v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterator) )  # True
 
 
 
v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterable) )  # True,判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。
 
v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterable) )  # True,判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。

至此,Python进阶面向对象之成员总结完毕,如有不当之处欢迎指正。


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