Python3 面向对象

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

# 面向对象技术简介
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类(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。

方法：类中定义的函数。

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。

局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。

实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的。
这种变量就称为实例变量，是在类声明的内部但是在类的其他成员方法之外声明的。

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。

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。


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# 类定义
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语法格式如下：
class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>
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


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# 类对象
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类对象支持两种操作：属性引用和实例化。
属性引用使用和 Python 中所有的属性引用一样的标准语法：obj.name。
类对象创建后，类命名空间中所有的命名都是有效属性名

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class MyClass:
    i = 12345
    def f(self):
        return "Hello World"

# 实例化类
x = MyClass()

# 访问类的属性和方法
print ('MyClass 类的属性 i 为{}'.format(x.i))
print ('MyClass 类的方法 f 为{}'.format(x.f()))
print ('MyClass 类访问 类的属性 i {}'.format(MyClass.i))


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类有一个名为 __init__() 的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用，像下面这样：
def __init__(self):
    self.data = []
    
类定义了 __init__() 方法，类的实例化操作会自动调用 __init__() 方法。如下实例化类 MyClass，
对应的 __init__() 方法就会被调用:
x = MyClass()

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# __init__() 方法可以有参数，参数通过 __init__() 传递到类的实例化操作上

class MyComplex:
    def __init__(self, realpart, imagpart):
        self.r = realpart
        self.i = imagpart
x = MyComplex(3.0, -4.5)
print (x.r, x.i)


# self代表类的实例，而非类
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类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 self
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class Test1:
    def prt(self):
        print (self)
        print (self.__class__)

x = Test1()
x.prt()

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self 代表的是类的实例，代表当前对象的地址，而 self.class 则指向类

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self 不是 python 关键字，我们把他换成 runoob 也是可以正常执行的
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class Test2:
    def prt(runoob):
        print (runoob)
        print (runoob.__class__)

x2 = Test2()
x2.prt()

# 类的方法
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在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例

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class People1:
    name = ''
    age = 0
    # 定义私有属性,私有属性在类外部无法直接进行访问
    __weight = 0

    def __init__(self, a, n, w):
        self.age = a
        self.name = n
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print ("%s %d岁"%(self.name, self.age))

x = People1(12, "Tina", 40)
x.speak()


# 继承
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class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>
    
'''

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需要注意圆括号中基类的顺序，若是基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，从左到右查找基类中是否包含方法
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BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。
除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
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class People:
    name = ''
    age = 0
    __weight = 0
    def __init__(self, a, n, w):
        self.age = a
        self.__weight = w
        self.name = n
    def speak(self):
        print ("{} {}岁".format(self.name, self.age))

# 单继承
class Student(People):
    grade = ''
    def __init__(self, a, n, w, g):
        # 调用父类的构函
        People.__init__(self, a, n, w)
        self.grade = g

    # 覆写父类的方法
    def speak(self):
        print ('{0} {1}岁 {2}年级'.format(self.name, self.age, self.grade))

s = Student(10, 'Tina', 40, '3')
s.speak()


# 多继承
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Python同样有限的支持多继承形式。多继承的类定义形如下例
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

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
    
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class Speaker():
    topic = ''
    name = ''
    def __init__(self, n, t):
        self.name = n
        self.topic = t
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s" % (self.name, self.topic))

class Sample(Speaker, Student):
    a = ''
    def __init__(self, a, n, w, t, g):
        Student.__init__(self, a, n, w, g)
        Speaker.__init__(self, n, t)

sample1 = Sample(10, 'Tina', 40, 'Python', g = '3')
sample1.speak()


# 方法重写
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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
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class Parent(object):
    def myMethod(self):
        print ("调用父类方法")
class Child(Parent):
    def myMethod(self):
        print ('调用子类方法')
c = Child()
c.myMethod()

super(Child, c).myMethod()


# 类属性与方法
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类的私有属性
__private_attrs：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。
在类内部的方法中使用时 self.__private_attrs
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类的方法
在类的内部，使用 def 关键字来定义一个方法，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，self 代表的是类的实例。
self 的名字并不是规定死的，也可以使用 this，但是最好还是按照约定是用 self

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'''
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，
只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。self.__private_methods
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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

class Site:
    def __init__(self, name, url):
        self.name = name  # public
        self.__url = url  # private
    def who(self):
        print('name  : ', self.name)
        print('url : ', self.__url)
    def __foo(self):
        print ('私有方法')
    def foo(self):
        print ('公有方法')
        self.__foo()

x = Site('菜鸟教程', 'www.runoob.com')
x.who()        # 正常输出
x.foo()        # 正常输出
# x.__foo()      # 报错


# 类的专有方法
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类的专有方法：
__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
__truediv__: 除运算
__mod__: 求余运算
__pow__: 乘方

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'''
反向运算符重载：
__radd__: 加运算
__rsub__: 减运算
__rmul__: 乘运算
__rdiv__: 除运算
__rmod__: 求余运算
__rpow__: 乘方
复合重载运算符：
__iadd__: 加运算
__isub__: 减运算
__imul__: 乘运算
__idiv__: 除运算
__imod__: 求余运算
__ipow__: 乘方

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# 运算符重载
'''
Python同样支持运算符重载，我们可以对类的专有方法进行重载
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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)



# 示例
class people:
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def __str__(self):
        return '这个人的名字是%s,已经有%d岁了！'%(self.name,self.age)

a=people('孙悟空',999)
print(a)

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输出：
这个人的名字是孙悟空,已经有999岁了！
如果没有重载函数的话输出的就是一串看不懂的字符串：
<__main__.people object at 0x00000272A730D278>

'''


'''
from dataclasses import dataclass
@dataclass
class A:
  x:int
  y:int
  def add(self):
    return self.x + self.y
相当于以前的：
class A:
  def __init__(self,x,y):
    self.x = x
    self.y = y
  def add(self):
    return self.x + self.y


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# Python3 中类的静态方法、普通方法、类方法
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静态方法: 用 @staticmethod 装饰的不带 self 参数的方法叫做静态方法，
类的静态方法可以没有参数，可以直接使用类名调用。

普通方法: 默认有个self参数，且只能被对象调用。
类方法: 默认有个 cls 参数，可以被类和对象调用，需要加上 @classmethod 装饰器

'''

'''
class Classname:
    @staticmethod
    def fun():
        print('静态方法')

    @classmethod
    def a(cls):
        print('类方法')

    # 普通方法
    def b(self):
        print('普通方法')



Classname.fun()
Classname.a()

C = Classname()
C.fun()
C.a()
C.b()

'''



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Python3 类方法总结
 普通方法：对象访问
 私有方法：两个下划线开头，只能在类内部访问
 静态方法：类和对象访问，不能和其他方法重名，不然会相互覆盖，后面定义的会覆盖前面的
 类方法：类和对象访问，不能和其他方法重名，不然会相互覆盖，后面定义的会覆盖前面的
 多继承情况下：从左到右查找方法，找到为止，不然就抛出异常
class People:

    # 定义基本属性
    name=''
    age=0
    # 定义私有属性外部无法直接访问
    __weight=0
    def __init__(self,n,a,w):
        self.name = n
        self.age = a
        self.__weight = w
    def speak(self):
        print("%s say : i am %d."%(self.name,self.age))
p = People('Python',10,20)
p.speak()
# __weight无法直接访问
print(p.name,'--',p.age)#,'--',p.__weight)
继承
单继承:
class Student(People):
    grade=''
    def __init__(self,n,a,w,g):
        People.__init__(self,n,a,w)
        self.grade = g

    # 覆写父类方法
    def speak():
        print("%s 说: 我 %d 岁了，我在读 %d 年级"%(self.name,self.age,self.grade))

class Speak():
    topic=''
    name=''
    def __init__(self,n,t):
        self.name = n
        self.topic = t
    # 普通方法，对象调用
    def speak(self):
        print("我叫 %s，我是一个演说家，我演讲的主题是 %s"%(self.name,self.topic))

    # 私有方法，self调用
    def __song(self):
        print('唱一首歌自己听',self);

    # 静态方法，对象和类调用，不能和其他方法重名，不然会相互覆盖，后面定义的会覆盖前面的
    @staticmethod
    def song():
        print('唱一首歌给类听:静态方法');

    # 普通方法，对象调用
    def song(self):
        print('唱一首歌给你们听',self);
        
    # 类方法，对象和类调用，不能和其他方法重名，不然会相互覆盖，后面定义的会覆盖前面的
    @classmethod
    def song(self):
        print('唱一首歌给类听:类方法',self)
多继承:
class Sample(Speak,Student):
    a = ''
    def __init__(self,n,a,w,g,t):
        Student.__init__(self,n,a,w,g)
        Speak.__init__(self,n,t)
test = Sample('Song',24,56,7,'Python')
test.speak()
test.song()
Sample.song()
Sample.song()
test.song()

# test.__song() 无法访问私有方法

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类的专有方法中，也是存在默认优先级的，多个方法都有返回值，但一般优先取 __str__() 的返回值，如下面例子：
类的专有方法中，也是存在默认优先级的，多个方法都有返回值，但一般优先取 __str__() 的返回值，如下面例子：
class Vector:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b
    def __repr__(self):
        return 'Vector (%d, %d)' % (self.b, self.a)
    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)
print (v1)
结果是 Vector(2,10)，而不是 Vector(10,2)。这里优先使用 __str__() 的返回值。
v1.__repr__()
结果是：Vector(10,2)
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在 Python 中，方法分为三类实例方法、类方法、静态方法。三者区别看代码如下：
class Test(object):
    def InstanceFun(self):
        print("InstanceFun");
        print(self);
    @classmethod
    def ClassFun(cls):
        print("ClassFun");
        print(cls);
    @staticmethod
    def StaticFun():
        print("StaticFun");

t = Test();　　　　　
t.InstanceFun();　　　# 输出InstanceFun，打印对象内存地址“<__main__.Test object at 0x0293DCF0>”
Test.ClassFun();     # 输出ClassFun，打印类位置 <class '__main__.Test'>
Test.StaticFun();    # 输出StaticFun
t.StaticFun();       # 输出StaticFun
t.ClassFun();        # 输出ClassFun，打印类位置 <class '__main__.Test'>
Test.InstanceFun();     # 错误，TypeError: unbound method instanceFun() must be called with Test instance as first argument
Test.InstanceFun(t);    # 输出InstanceFun，打印对象内存地址“<__main__.Test object at 0x0293DCF0>”
t.ClassFun(Test);       # 错误   classFun() takes exactly 1 argument (2 given)   
可以看到，在 Python 中，两种方法的主要区别在于参数。实例方法隐含的参数为类实例 self，而类方法隐含的参数为类本身 cls。
静态方法无隐含参数，主要为了类实例也可以直接调用静态方法。
所以逻辑上类方法应当只被类调用，实例方法实例调用，静态方法两者都能调用。主要区别在于参数传递上的区别，实例方法悄悄传递的是self引用作为参数，而类方法悄悄传递的是 cls 引用作为参数。
Python 实现了一定的灵活性使得类方法和静态方法，都能够被实例和类二者调用

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