Python - Day8

廖雪峰：Python教程

一.模块

①在Python中，一个.py文件就称之为一个模块(Module)

②使用模块可以避免函数名和变量名冲突，同名的函数和变量完全可以分别存在于不同的模块中，但是要注意，避免与内置函数名发生冲突。

所有内置函数.png

③如果不同的人编写的模块名相同怎么办？

• 为了避免模块名冲突，Python引入了按目录来组织模块的方法，称之为包(package)。

package.png

1.使用模块

①

#让该脚本/模块文件在Unix/Linux/Mac上运行
#!/usr/bin/env python3

#表示脚本/模块本身使用标准UTF-8编码
# -*- coding: utf-8 -*-

#任何模块代码的第一个字符串均表示模块的文档注释
'a test module'

#使用__author__变量把作者写进去
__author__ = 'Gerg'

#导入sys模块后，就有了变量sys指向该模块
#通过sys这个变量，就可以访问sys模块的所有功能
import sys

def test():
#sys模块有一个argv变量，用list存储了命令行的所有参数
#argv至少有一个参数，因为第一个参数永远是该.py文件的名称
    args = sys.argv
    if len(args) == 1:
        print('Hello,world!')
    elif len(args) == 2:
        print('Hello,%s' %args[1])
    else:
        print('Too mant arguments!')
#当我们直接运行该模块文件时，Python解释器把一个特殊变量
#__name__置为__main__；但如果在其他地方导入该模块时，
#if判断将失败。运行测试
if __name__ == '__main__':
    test()

1.png

python编程中的if name == 'main': 的作用和原理

①.py文件有两种使用的方式：第一种是直接作为脚本运行；另一种是import到其他python脚本中被调用（模块重用）执行。

②if __name__ == ''__main___"：只有在第一种情况下（即文件作为脚本直接执行）才会被执行。

第一种作为脚本直接运行.png 第二种方法import到其他的python脚本中被调用执行.png

③运行的原理

加个print__name__直接运行脚本.png 第二种方法.png

• 注：每个python模块（脚本，这里就是test.py和import_test.py）都包含内置的变量__name__，当模块被直接运行时，__name__等于文件名（包含后缀.py）；如果import到其他模块中，则__name__等于模块名（不包含后缀.py）。而"__main__"等于当前执行文件的名称（包含了后缀.py）。

2.作用域

①正常的函数和变量名都是公开的(public)，可以被直接引用。

②类似__xxx__这样的变量是特殊变量，可以被直接引用，但有特殊的用途。

③类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的(private)，不应该被直接引用。

④外部不需要引用的函数全部定义为private，只有外部需要引用的函数才定义为public。

3.安装第三方模块

①在Python中，安装第三方模块，是通过包管理工具pip完成的。

二.面向对象编程(Object Oriented Programming)

①把对象作为程序的基本单元，一个对象包含了数据和操作数据的函数。

②什么是面向过程的程序设计？

• 把计算机程序视为一系列的命令集合，即一组函数的顺序执行。为了简化程序设计，面向过程把函数继续切分为若干子函数。

③什么是面向对象的程序设计？

• 把计算机程序视为一组对象的集合，每个对象都可以接收其他对象发送过来的消息，并处理这些消息，计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。

④在Python中，所有数据类型都可以视为对象，当然也可以自定义对象。自定义的对象数据类型就是面向对象中的类(Class)的概念。

⑤面向过程和面对对象在程序流程上的不同？

• 面向过程：

面向过程.png

• 面向对象：（给对象发消息，实际上就是调用对象对应的关联函数，称之为方法(Method)）

面向对象内包含数据和操作数据的方法.png

• 面向对象的设计思想是抽离出Class，根据Class创建Instance。

• 面向对象的抽象程序要比函数更高，因为一个Class既包含数据，又包含了操作数据的方法。

• 面向对象的三大特点：数据封装、继承和多态

1.类(Class)和实例(Instance)

①如何创建实例？

类型+（）创建实例.png

②由于类可以起到模板的作用，因此，可以在创建实例的时候，把一些我们认为必须绑定的属性强制填写进去。通过定义一个特殊的__init__方法，在创建实例的时候，就把name，score等属性绑上去。

class Student(object):
    #__init__方法的第一个参数永远是self，表示创建的实例本身。
    #有了__init__方法，在创建实例的时候，就不能传入空的参数了
    #必选传入与__init__方法匹配的参数，但self不需要传。
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name
        self.score = score

__init__.png

2.数据封装

①在Student类中，每个实例都拥有各自的name，score这些数据，既然Student实例本身就拥有这些数据，要访问这些数据，就没有必要从外面的函数去访问，可以直接在Student类的内部定义访问数据的函数，这样，就把"数据"封装起来了。这些封装数据的函数和Student类本身是由关联的，因此，我们称之为类的方法。

数据封装.png

②封装的另一个好处是可以给Student类增加新的方法，如何get_grade：

封装数据的另一个好处是可以随时为该类添加新的方法.png

3.小结

①类是创建实例的模板，而实例则是一个一个具体的对象，每个实例拥有的数据互相独立、互不影响。

②方法就是与实例绑定的函数，和普通函数不同，方法可以直接访问实例的数据。

4.访问限制

①虽然将数据和操纵数据的方法都封装进一个类中，但仍可以通过外部代码自由修改一个实例的name、score属性：

仍可以通过外部代码修改类内部的属性.png

②如何做到内部属性不被外部访问？

• 可以在属性的名称前加上两个下划线__

变量名如果以__开头就变成一个私有变量.png

③但是如果外部代码要获取name和score怎么办？

可以再给类中添加两个方法来获取name和score.png

④如果又想允许外部代码修改score怎么办？

如何修改类中的私有变量.png

⑤其实双下划线开头实例变量不一定不能从外部访问，不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Student__name，所以，可以通过_Student__name来访问__name变量（强烈不建议那么干，因为不同版本的Python解释器会把__name改成不同的变量名）

实例对象_Student__name.png

⑥一个大坑：

大坑.png

• 注：其实这个__name变量和Class内部的__name变量不是一个变量！内部的__name变量已经被Python解释器自动改成了_Student__name，而外部代码给person1新增了一个__name变量。

get_name()返回的是内部self__name.png

5.继承和多态

①在OOP程序设计中，当我们定义一个Class时，可以从某个现有的Class继承，新的Class称之为子类(Subclass)，而被继承的Class称为基类、父类或超类(Base Class、Super Class)。

子类继承父类的方法.png

• 注：对于Dog来说，Animal就是它的父类；对于Animal来说，Dog就是它的子类。

②继承有什么好处？

• 最好的好处是子类获得了父类的全部功能。

③当子类和父类存在相同的run()方法时，子类的run()会覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总会调用子类的run()。这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

多态也就是子类和父类共有一个同名的方法子类会覆盖父类的.png

④当我们定义一个Class的时候，实际上我们就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型，比如str、list、dict没有什么两样。

a = list()  #a是list类型
b= Animal() #b是Animal类型
c = Dog()   #c是Dog类型

• 如何判断一个变量是否是某个类型？
• isinstance()

isinstance.png

⑤对于一个变量，我们只需知道它是Animal类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心调用run()方法，而具体调用的run()方法是在Animal、Dog、Cat还是Wangba对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节。

多态的威力.png

⑥什么是"鸭子类型"？

• 它并不要求严格的继承体系，一个对象只要"看起来像鸭子，走起路来像鸭子"，那它就可以被看做鸭子。

• 对于静态语言，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或它的子类，否则，就无法调用run()方法。

• 对于Python这样的动态语言，则不一定需要传入Animal类型，只需保证传入的对象由一个run()方法就可以了。

6.获取对象信息

①如何判断对象的类型？

• type()函数 - 返回对象Class类型

判断对象等类型type.png

②如果要判断一个对象是否是函数怎么办？

• 可以使用types模块中定义的常量(FunctionType，BuiltinFunctionType，LambdaType，GeneratorType)

如何判断一个对象是否是函数使用types模块中定义的常量.png

③isinstance()

isinstance(content,type).png

④dir() - 获取一个对象的所有属性和方法。

dir().png

⑤配合getattr()、setatter()和hasattr()，可以直接操作一个对象的状态。

可以测试对象的属性.png

⑥也可以获得对象的方法（赋值给一个变量）。

获得对象的方法.png

7.实例属性和类属性

①实例属性

实例属性.png

②类属性

类属性.png

③不要把实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将屏蔽掉类属性，但是当你删除实例属性时，再使用相同的名称，访问的将是类属性。

三.面向对象高级编程

1.使用__slots__（卡槽）

①有什么用？

• 限制实例的属性。

__slots__是为了限制实例的属性.png

②__slots__定义的属性只对当前类实例起作用，对继承的子类是不起作用滴。

__slots__定义的属性对继承的子类不起作用.png

2.使用@property

①在绑定属性时，如果我们直接把属性暴露出去，虽然写起来很简单，但是，没有办法检查参数，导致一些神奇的操作：

s = Student()
s.score = 9999

②为了限制score的范围，可以通过set_score()方法来设置成绩，再通过get_score()方法来获取成绩。

888ValueError.png 88.png

③有没有既能检查参数，又能用类似属性这样简单的方式来访问类的变量呢？

• Python内置的@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的。

@property.png 长乘以宽@property.png