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《Head First Python》Ch8:一点点类:抽象行为

《Head First Python》Ch8:一点点类:抽象行为

作者: 老A不加V | 来源:发表于2021-02-22 20:50 被阅读0次

    本篇引用原文链接:【跟着Head First学python】8、一点点类:抽象行为和状态

    1、类的引入

           我们在第七章中想要实现代码的可重用、SQL连接与断开的简略写法,而这需要上下文管理协议的支持,而为了使用上下文管理协议,我们引入了类。在本章中,暂时不进行上下文管理协议与类的交互问题,而只讨论类。

           当然,其他复杂功能诸如继承与多态也暂时不考虑,我们在本章主要考虑封装。

    2、类的概述

    python中的类,大抵与其他语言中的类相似:都是由方法与属性构成的。方法实际上就是函数,属性实际上就是变量。类就是把函数和变量打包在一起的一个结构。

    首先必须明确一点,方法是所有属于某个类的对象共有的,只要一个变量属于某个类,它就可以使用该类的所有方法;但是属性是各个变量各自私有的,不会在不同变量间共享。

    专业的来讲,即是:从同一个类创建的所有对象都可以访问这个类的方法(共享代码)。不过,每个对象会维护其自己的属性副本。

    我们以举例来说明我们想要实现的类的某些功能。

    我们要新建一个名为CountFromBy的类,它应具有以下功能:

    能够通过这个类创建对象。

    这个类有两个属性,val和incr,前者是当前值,后者是累加值。

    这个类应具有一个方法,累加increase,每调用一次该方法,当前值便与累加值相加一次,并将和赋给当前值。

    若是创建对象时未输入参数,应具有默认参数。

    输入对象名,应返回对象的val值。

    可以选择在创建对象时输入一个参数,这种情况下,这个参数将赋值给val。

    也可以选择在创建对象时输入两个参数,这种情况下,第一个参数将赋值给val,第二个则是incr。

    还可以选择输入一个参数,这个参数赋值给incr而不是val。

    下面将按步分别实现以上功能。

    3、功能实现

    ①、通过类创建对象

    这是最基本的功能,python会替我们实现。具体来说,就类似调用函数一样调用类名,并在后面加上小括号()即可。

    那么问题来了,如何分辨某句代码是调用了一个函数还是用类创建了一个对象呢?

    只看某一句代码很难分辨。于是有了一个约定俗成的规定:

    a=CountFromBy()#这是类

    b=count_from_by()#这是函数

    即若按驼峰形式命名,说明这将创建一个对象,若单词间用下划线隔开,说明这将调用一个函数。

    ②、类的初始化

    为什么我们调用类名就可以实现创造一个对象呢?这期间发生了什么?为什么调用类名传入的参数可以给类赋值呢?

    这是由于我们重写了__init__这一方法。

    在之前我们看见过类似的,__main__,因此并不算陌生。__init__方法,以及之后提到的一些方法,都是属于object类的一个方法。这个object类,只看其名字,都可以知道它很有排面,敢叫这样一个名字,它的势力一定很大。

    事实上,我们在python中建的所有类,都继承自这个类,这个类中有一系列默认的常用方法。我们建了一个自己的类之后,如果没有自己写一个方法,那就默认使用object类中的方法。

    比如说,对于一个什么都没有的空类,AnEmptyCalss,调用这个类的时候使用如下代码:

    a=AnEmptyClass()

    由于这是一个空类,因此他自己不知道自己被调用后该做什么,因此将调用object类的__init__方法,建立一个该类的对象。但是这只是权宜之计,毕竟每个类都不一样,不可能用一个方法满足所有类的要求。因此,我们需要在自己写的类里面重写__init__方法。如下:

    classCountFromBy:

    def__init__(self,v:int=0,i:int=1)->None:

            self.val=v

            self.incr=i

    在解释这个方法之前,来看python中创建一个类要做的事:class+空格+类名:,很简单。

    接下来解释一下这个方法吧。首先方法名也是__init__,这样在创建对象时候将直接调用自己的__init__方法,而不会去找object的公共方法了。这个方法有三个参数,self,v,i。为什么有三个呢?这个self是干嘛用的?

    emmmm,有点难解释,我准备从函数作用域这一点来解释为什么要有这个self。

    众所周知,变量在作用域内才有效。举一个例子,说打南边来了个函数叫add,手里提着一个参数a,然后它在北边变出一个变量b,add实现了a+b的功能,并把这个值赋给a。然后呢?然后北边这个b又被add给拍死了。

    b的生命就存在于add把它创建出来到add拍死他这一段时间内。这段时间就是作用域。用完就扔,很好的节约了内存空间。

    也就是说,在我调用函数add时,在外面来看,只能看到add的参数a,b是看不到的。一旦add调用完成,a被重新赋值,b就没了。现在问题来了,我想保存b怎么办,推广一下,我想保存函数中所有的变量该怎么办。

    你可能这样想,我用一个数组或者一个字典保存,当然可以,但是有点蠢。如果要保存的是一个类的属性,那么事情就变得重要,而且这是很经常发生的。为了保存类的属性,我们当然要指明类了,即使这个函数是类的方法,那保存类的属性也还是要指明,因为肯定会有不需要保存的临时变量,要把需要保存的类的属性和不需保存的临时变量分开,指明很有必要。

    self就是为了指明自己而出现的。self的“值”,就是最开始建立的对象名。

    可以这么说,如果一个函数的参数有self,那么它就是一个类的方法,这是一个小技巧,分辨方法和函数。其实这里的self和java里的this差不多。这可以推理出以下一个论断:每个类的方法都至少有一个参数。

    要注意一点,虽然self是方法里面的第一个参数,但是却不需要在调用的时候给它指定一个值,解释器会帮我们做这件事。举个例子,在创建上面这个对象时,我们最多需要输入两个值,却不能输入三个值。

    然后来看第二个和第三个参数,v和i,它们是有默认值的,这种写法我们在之前已经看过,这说明如果没有给v或i赋值,那么它们的值会默认为0和1。这很方便。

    最后看函数体,这里可以很直观的看出self的功能,v和i都可以看做是临时变量,想把它们保存下来,只需给类的属性val和incr赋值为v和i即可。

    以上便实现了类的初始化。

    ③、类的方法

    在上面我们重写了类的__init__方法,如果我们想写一个自己的方法,也十分类似。注意我们的方法的功能,val+incr,也就是说,不需要额外的参数。因此我们的方法increase的参数只有一个,那就是self。代码如下:

    defincrease(self)->None:

        self.val+=self.incr

    可以说是很简单了。

    在调用的时候,我们需要按如下形式:

    a.increase()

    在运行时,解释器会把它改成如下形式:

    CountFromBy.increase(c)

    这也就是我们在上面所说的“解释器会帮我们做这件事”,这样increase的参数就被指定了,一切都圆了回来。我们当然也可以使用这种方式调用类的方法,但这纯属多此一举。

    ④、对象的表达

    当我们声明了某个类的一个对象,然后print这个类,会发生什么?一起来看看。

    我们可能想要的是a的val值,但是计算机不知道,它觉得val和incr一样好看,凭什么print一下a就要输出a的val呢?它不输出这个。它输出一串神秘代码。我们来看这段代码的含义。

    嗯,前面这个“__main__.CountFromBy”看起来是这个变量a的类型,是CountFromBy。后面这个是什么?

    我们将使用两个常用函数:type和id。

    type函数用于显示创建这个对象的类的有关信息。

    id函数用于显示对象内存地址的有关信息。如下:

    嗯,这个type和上面对应上了,但是id没有对应上啊。别急,把id变为16进制,利用函数hex,如下:

    完美对应a的后半段,只是大写变成了小写。

    这说明在默认时,打印某个对象将会输出该对象的类的信息,并输出它所在的内存地址。很多时候这不是我们需要的信息,怎么办呢?重写。

    是的,上面的功能是object中的一个方法实现的,这个方法叫__repr__。如果想要实现打印某个对象的个性化,我们要重写__repr__。如下:

    def__repr__(self)->str:

    returnstr(self.val)

    很简单,我们这里选择返回对象的val值的str格式。这样我们在打印对象的时候,将会返回想要的值了。

    ⑤、对象的个性化初始化3

    实际上,这一功能在我们实现重写__init__的时候就已经实现了。唯一要注意的一点就是若想单独为incr赋值,应与def中的相同,在初始化时指明参数为i,而不能是incr,因为初始化实际上就是调用__init__函数,这个函数只认识i,而不认识incr。

    以上步骤完成后,接下来就可以学习上下文协议的有关内容了

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