Python基础（四）

关于类与对象操作的BIFs

1. type() 返回对象类型
2. id()，查看对象id
3. dir()，查看对象下变量及函数
4. issubclass(),isinstance(), super(),类,实例,调父类
5. hasattr(),getattr(),setattr(),delattr()类属性操作
6. globals(),locals()，全局与局部的名称空间
7. import(),reload()，模块的导入与重载

面向对象编程OOP

1.比较编程方式
 面向过程：根据业务逻辑从上到下写垒代码
 函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可，函数是对面向过程的一次封装
 面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强…”，面向对象是更高一层的封装
2.OOP的核心思想：
 类：从近似的对象中抽象出类
 对象：然后再从类出实例化出对象

类的创建与实例化

创建类

1. class关键字
2. 指定继承
3. 定义类的成员
   数据成员
    类变量
    实例变量
   方法成员
    类方法
    实例方法

实例化类

class Student():
    #类变量
    student_total=0
    student_list=[]
    student_graduated=0
    pass_score=1000
    #魔法函数创建实例变量
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name=name
        self.age=age
        self.gender=gender
        self.__score=0
        Student.student_total+=1
        Student.student_list.append(name)
     #实例方法
    def exam(self,score):
        if score<60:
            return 'sorry, You have failed this time,better luck next time'
        else:
            self.__score+=score
            str1='Good!, Your score is now'+str(self.__score)
        
        if self.__score>=Student.pass_score:
            Student.student_graduated+=1
        return str1
    
    def check(self,):
        if self.score<Student.pass_score:
            return 'You have',Student.pass_score-self.score,' scores to archive!'
        else:
            return 'You have graduated from julyedu.com'
    #类方法
    @classmethod
    def get_student_graduated(cls,):
        return Student.student_graduated
    
    @classmethod
    def get_student_list(cls,):
        return Student.student_list    
    #普通方法
    @staticmethod
    def static1():
        return 'it can be called by both the instance and the class'

xiaohong=Student('xiaohong',23,'female')

xm=Student('xiaoming',22,'male')

xm.exam(99)

类的内部结构

• 数据成员：[用于处理类及实例对象的相关数据]
   类变量：在类中且在函数体外,实例之间共享
   实例变量：定义在方法中，作用于当前实例的类
• 方法成员（在类中定义的函数叫方法） ：
   类方法：定义时需要使用@classmethod装饰器，第一个参数为cls。
   实例方法：绑定到实例的方法，第一个参数为self，只有实例能调用实例方法。
• 静态方法[普通方法]
   定义的时候使用@staticmethod装饰器。
   静态方法没有参数限制，不需要实例参数self和类参数cls
   静态法可以通过类名访问，也可以通过实例访问。

OOP三大特性总结

• 继承
   创建一个类时可以从新开始，也可以从已经有的类继承下来，继承的类叫做subclass。
   super()用于子调用父类的方法

#继承时在括号中加父类名字
>>class list1(list):
>>     name='this is list1 class'
>>     #__name如果使用前双划，属性将被隐藏
>>issubclass(list1,list) #判断list1是不是list的子类
True

>>class person():
>>   def speak(self,):
>>        return 'people can speak language!'
>>    def work(self,):
>>        print('people should have work to do!')

>>class fireMan(person):
>>    def work(self,):
>>        print('A great work that can save people!')
>>    def speak2(self,):
>>        print(super().speak(),'FireMan needs to speak loudly!')

>>fireman1=fireMan()
>>fireman1.work()#多态,子类方法覆盖父类方法
>>fireman1.speak2()#super方法调用父类
A great work that can save people!
people can speak language! FireMan needs to speak loudly!

• 多态
   因为类具有继承关系，子类可以向上转型被看做是父类的类型，比如
  无论是战士还是快递员，都是人类。
   有了继承关系，子类可以继承父类的所有方法和属性，当然也可以重
  载父类的成员函数及属性。
   例如，当子类（直升机）和父类（飞机）都存在相同的fly()方法时，子
  类的fly()覆盖了父类的fly()，在运行时就总是会调用子类的fly()。
• 封装
   封装就是将抽象的数据（变量）和行为（函数）打包，形成一个逻辑上的整体（即类）；
   封装可以增强安全性（数据）并简化编程（函数），用户只能通过类对外接口的访问权限来使用类的成员。

访问控制

Python没有像其它语言有访问控制的关键字，例如private、protected等等。Python通过命名约定来实现的访问控制，例如在之前Student类的基础上，对其进行数据的保护。便其数据不能再被通过类名.或对象.的形式被调用。
 对模块级的控制，通过在标识符前加单下划线_实现。
 对类内部的属性及方法，通过在在标识符前加双下划线__来实现的私有化
 类中两个双下划线包裹的属性或方法为特殊

魔法方法Magic Method

• 魔术方法:
  魔法方法就是可以给你的类增加魔力的特殊方法，如果你的对象实现（重载）了这些方法中的某一个，那么这个方法就会在特殊的情况下被Python 所调用，你可以定义自己想要的行为，这些会自动发生。
• 当调用 x = SomeClass() 的时候， __init__ 并不是第一个被调用的方法。还有一个叫做__new__ 的方法，两个共同构成了“构造函数”。
  __new__是用来创建类并返回这个类的实例, 而__init__只是将传入的参数来初始化该实例。
  在对象生命周期调用结束时，__del__ 方法会被调用，可以将__del__理解为“构析函数”。
• 它们经常是两个下划线包围来命名的

案例

#构造和初始化魔术
>>class myclass():
>>    def __init__(self,):
>>        print('被__init__')

>>    def __del__(self,):
>>        print('我被__del__了，再见')        
>>c1=myclass()
被__init__
>>del c1
我被__del__了，再见

比较魔术	作用
__cmp__(self, other)	是最基本的用于比较的魔术方法。实现了所有的比较符号
__eq__(self, other)	定义了等号的行为, == 。
__ne__(self, other)	定义了不等号的行为, != 。
__lt__(self, other)	定义了小于号的行为， < 。
__gt__(self, other)	定义了大于等于号的行为， >= 。
数值处理魔法
__pos__(self)	实现正号的特性(比如 +some_object)
__neg__(self)	实现负号的特性(比如 -some_object)
__abs__(self)	实现内置 abs() 函数的特性。
__invert__(self)	实现 ~ 符号的特性。
__add__(self, other)	实现加法。
__sub__(self, other)	实现减法。
__mul__(self, other)	实现乘法。
__floordiv__(self, other)	实现 // 符号实现的整数除法。
__div__(self, other)	实现 / 符号实现的除法。
__truediv__(self, other)	实现真除法。
__iadd__(self, other)	实现赋值加法+=
容器魔法
__len__(self)	定义当被 len() 调用时的行为（返回容器中元素的个数）
__getitem__(self, key)	定义获取容器中指定元素的行为，相当于 self[key]
__setitem__(self, key, value)	定义设置容器中指定元素的行为，相当于 self[key] = value
__delitem__(self, key)	定义删除容器中指定元素的行为，相当于 del self[key]
__iter__(self)	定义当迭代容器中的元素的行为
__reversed__(self)	定义当被 reversed() 调用时的行为
__contains__(self, item)	定义当使用成员测试运算符（in 或 not in）时的行为
反射	通过魔术方法控制使用 isinstance() 和 issubclass() 内置方法的反射行为。
__instancecheck__(self, instance)	检查一个实例是不是你定义的类的实例
__subclasscheck__(self, subclass)	检查一个类是不是你定义的类的子类
调用
__call__(self, [args...])	允许一个类的实例像函数一样被调用,即x() 与 x.__call__() 是相同的. __call__ 参数可变。这意味着你可以定义 __call__ 为其他你想要的函数，无论有多少个参数

案例

#比较魔术
class myclass():
    def __init__(self,num):
        self.num=num
        print('被__init__')  
        
    def __eq__(self,other):
        if type(other)==int:
            return True if self.num>other else False                
        else:
            print('can\'t compare with other datatype except int',)

>>c1=myclass(3)
被__init__
>>c1=='china'
cant compare with other datatype except int

#数值处理魔法
>>class myclass():
    def __init__(self,num):
        self.num=num
        print('被__init__')
        
    def __pos__(self):
        self.num=10086

>>c1=myclass(-3)
被__init__
>>+c1
>>c1.num
10086

#类表现魔法
class myClass():
    __doc__='this is myClass docuemtnt'# 表示类的描述信息,重写代表自定义描述
    __name__='moduel name is V'#模块是对象，并且所有的模块都有一个内置属性 __name__。
#一个模块的 __name__ 的值取决于如何应用模块。
#如果 import 一个模块，那么模块__name__ 的值通常为模块文件名，不带路径或者文件扩展名。
#但是也可以像一个标准的程序样直接运行模块.
#在这种情况下, __name__ 的值将是一个特别缺省"__main__"。上述类中加上__name__ == '__main__'的判断语句
#可以直接在终端环境下执行python dirfile.py /tmp进行测试，不必非得在交互式环境下导入模块进行测试。

#容器魔法
class FunctionalList():

    def __init__(self, values=None):#初始化
        if values is None:
            self.values = []
        else:
            self.values = values

    def __len__(self):
        return len(self.values)+10#故意多加10个

    def __getitem__(self, key):
        if type(key)==slice:#如果传入的key是一个slice类，则这是一个切片访问
            start=key.start
            stop=key.stop+1
            if key.stop==None:
                stop=-1
            if key.start==None:
                start=0
            return self.values[start:stop]
        else:
            return str(self.values[key])*2#故意多输出2次
    

    def __setitem__(self, key, value):
        self.values[key] = str(value)+'haha'#故意都给转成str，再加haha字样

    def __delitem__(self, key):
        pass
        #del self.values[key]#就是故意不去删

    def __iter__(self):
       #用于迭代器，之所以列表、字典、元组等可以进行for循环，是因为类型内部定义了 __iter__
       # pass
        return iter(self.values)

    def __reversed__(self):
        return reversed(self.values)


    def append(self, value):#非魔术方法
        self.values.append(value)

>>l1=list(range(10))
>>o1=FunctionalList(l1)
>>len(o1)#调用的是__len__
20
>>o1[0:9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

#调用
>>class callableInstance():

    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y

    def __call__(self,):
        self.x, self.y = self.y, self.x
        #调用时交换对象
    
>>c1=callableInstance(1,5)# 执行 __init__,赋值x,y
>>print(c1.x,c1.y)
1 5
>>c1()# 执行 __call__,交换变量变换
>>print(c1.x,c1.y)
5 1

模块module

1. 模块定义：一个.py文件，包含了对象定义与语句
2. 模块作用：用来从逻辑上组织代码
3. 模块使用：

• 搜索路径（标准模块，自定义与第三方模块)路径(记得import sys)
   搜索路径设置(修改sys.path(sys.path.append())，设置环境变量)
• 导入方法
   import test #作为模块空间导入
   from ** import * #指定模块下具体的类，对象导入,并入当前空间
   from *** import *** #将模块下所有对象导入，并入当前空间

包package

1. 包定义：
    含有init.py文件夹被称为包， init.py文件用于标识当前文件夹是一个包。
   （该文件可以为空,但必须有）
    包用于组织模块，通常把功能相近的模块进行再次封装成为包。
2. 包的目录结构：
    模块
    子包
    (子包下的子包)
3. 包的安装(pip,conda)
4. 不同的导入方式(假设包名为test)
    import test#导入init.py这个moduel。
    from test import *#导入init.py这个moduel下所有对象导入到当前空间。
    from test.test_level1.test_level2 import test_level2#导入的层次目录下的模块。
   还是模块