Python面向?qū)ο笾蓡T相關(guān)知識總結(jié)

更新時間：2021年06月24日 14:36:27 作者：華青水上

通過面向?qū)ο筮M(jìn)行編程時,會遇到很多種情況,也會使用不同的成員來實現(xiàn),接下來我們來逐一介紹成員特性和應(yīng)用場景,需要的朋友可以參考下

一、成員

1.1 變量

實例變量，屬于對象，每個對象中各自維護(hù)自己的數(shù)據(jù)。
類變量，屬于類，可以被所有對象共享，一般用于給對象提供公共數(shù)據(jù)（類似于全局變量）。

class Person(object):
    country = "中國"
 
    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) # 中國
 
 
p1 = Person("華青水上",20)
print(p1.name)
print(p1.age)
print(p1.country) # 中國
 
p1.show() # 中國-華青水上-20

提示：當(dāng)把每個對象中都存在的相同的示例變量時，可以選擇把它放在類變量中，這樣就可以避免對象中維護(hù)多個相同數(shù)據(jù)。

易錯點

注意讀和寫的區(qū)別。

class Person(object):
    country = "中國"
 
    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) # 中國
 
p1 = Person("華青水上",20)
print(p1.name) # 華青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 中國
p1.show() # 中國-華青水上-20
 
p1.name = "root"     # 在對象p1中講name重置為root
p1.num = 19          # 在對象p1中新增實例變量 num=19
p1.country = "china" # 在對象p1中新增實例變量 country="china"
 
print(p1.country)   # china
print(Person.country) # 中國

class Person(object):
    country = "中國"
 
    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) # 中國
 
Person.country = "美國"
 
 
p1 = Person("華青水上",20)
print(p1.name) # 華青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 美國

繼承關(guān)系中的讀寫

class Base(object):
    country = "中國"
 
 
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)
 
 
# 讀
print(Base.country) # 中國
print(Person.country) # 中國
 
obj = Person("華青水上",19)
print(obj.country) # 中國
 
# 寫
Base.country = "china"
Person.country = "泰國"
obj.country = "日本"

1.2 方法

綁定方法，默認(rèn)有一個self參數(shù)，由對象進(jìn)行調(diào)用（此時self就等于調(diào)用方法的這個對象）【對象&類均可調(diào)用】
類方法，默認(rèn)有一個cls參數(shù)，用類或?qū)ο蠖伎梢哉{(diào)用（此時cls就等于調(diào)用方法的這個類）【對象&類均可調(diào)用】
靜態(tài)方法，無默認(rèn)參數(shù)，用類和對象都可以調(diào)用?！緦ο?amp;類均可調(diào)用】

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name,age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def f1(self):
        print("綁定方法", self.name)
 
    @classmethod
    def f2(cls):
        print("類方法", cls)
 
    @staticmethod
    def f3():
        print("靜態(tài)方法")
        
# 綁定方法（對象）
obj = Foo("武沛齊",20)
obj.f1() # Foo.f1(obj)
 
 
# 類方法
Foo.f2()  # cls就是當(dāng)前調(diào)用這個方法的類。（類）
obj.f2()  # cls就是當(dāng)前調(diào)用這個方法的對象的類。
 
 
# 靜態(tài)方法
Foo.f3()  # 類執(zhí)行執(zhí)行方法（類）
obj.f3()  # 對象執(zhí)行執(zhí)行方法

在Python中比較靈活，方法都可以通過對象和類進(jìn)行調(diào)用；而在java、c#等語言中，綁定方法只能由對象調(diào)用；類方法或靜態(tài)方法只能由類調(diào)用。

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

屬性其實是由綁定方法 + 特殊裝飾器組合創(chuàng)造出來的，讓我們以后在調(diào)用方法時可以不加括號。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
    def f1(self):
        return 123
 
    @property
    def f2(self):
        return 123
 
 
obj = Foo("華青水上")
 
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 = ["用戶-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]
 
# 分頁顯示，每頁顯示10條
while True:
    page = input("請輸入頁碼：")
	
    # page，當(dāng)前訪問的頁碼
    # 10，每頁顯示10條數(shù)據(jù)
	# 內(nèi)部執(zhí)行Pagination類的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 = ["用戶-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]
 
# 分頁顯示，每頁顯示10條
while True:
    page = input("請輸入頁碼：")
 
    pg_object = Pagination(page, 20)
    page_data_list = user_list[ pg_object.start : pg_object.end ]
    
    for item in page_data_list:
        print(item)

關(guān)于屬性的編寫有兩種方式：

方式一，基于裝飾器

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，基于定義變量

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：由于屬性和實例變量的調(diào)用方式相同，所以在編寫時需要注意：屬性名稱不要實例變量重名。

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

一旦重名，可能就會有報錯。

class Foo(object):
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 報錯，錯認(rèn)為你想要調(diào)用 @name.setter 裝飾的方法。
        self.age = age
 
    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self.name, self.age)
 
 
obj = Foo("華青水上", 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) # 報錯，循環(huán)調(diào)用自己（直到層級太深報錯）
 
    @name.setter
    def name(self, value):
        print(value)
 
 
obj = Foo("華青水上", 123)
print(obj.name)

如果真的想要在名稱上創(chuàng)建一些關(guān)系，可以讓實例變量加上一個下劃線。

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("華青水上", 123)
print(obj._name)
print(obj.name)

二、成員修飾符

Python中成員的修飾符就是指的是：公有、私有。

公有，在任何地方都可以調(diào)用這個成員。
私有，只有在類的內(nèi)部才可以調(diào)用改成員（成員是以兩個下劃線開頭，則表示該成員為私有）。

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("華青水上", 123)
 
 
# 公有成員
print(obj.age)
v1 = self.get_age()
print(v1)
 
# 私有成員
# print(obj.__name) # 錯誤，由于是私有成員，只能在類中進(jìn)行使用。
v2 = obj.get_data()
print(v2)

特別提醒：父類中的私有成員，子類無法繼承。

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() # # 不允許執(zhí)行父類中的私有方法
 
 
obj = Foo()
obj.func()

class Base(object):
 
    def __data(self):
        print("base.__data")
 
    def num(self):
        print("base.num")
        self.__data()  # 不允許執(zhí)行父類中的私有方法
 
 
class Foo(Base):
 
    def func(self):
        self.num()
 
 
obj = Foo()
obj.func()

按理說私有成員是無法被外部調(diào)用，但如果用一些特殊的語法也可以（Flask源碼中有這種寫法，大家寫代碼不推薦這樣寫）。

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()

成員是否可以作為獨立的功能暴露給外部，讓外部調(diào)用并使用。

可以，公有。
不可以，內(nèi)部其他放的一個輔助，私有。

三、對象嵌套

在基于面向?qū)ο筮M(jìn)行編程時，對象之間可以存在各種各樣的關(guān)系，例如：組合、關(guān)聯(lián)、依賴等（Java中的稱呼），用大白話來說就是各種嵌套。

情景一：

class Student(object):
    """ 學(xué)生類 """
 
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
 
    def message(self):
        data = "我是一名學(xué)生，我叫:{},我今年{}歲".format(self.name, self.age)
        print(data)
 
s1 = Student("華青水上", 19)
s2 = Student("殊途同歸", 19)
s3 = Student("春花秋月", 19)
 
 
 
class Classes(object):
    """ 班級類 """
 
    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):
    """ 學(xué)生類 """
 
    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{}班的學(xué)生，我叫:{},我今年{}歲".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)
 
 
class Classes(object):
    """ 班級類 """
 
    def __init__(self, title):
        self.title = title
 
 
c1 = Classes("Python全棧")
c2 = Classes("Linux云計算")
 
 
user_object_list = [
    Student("華青水上", 19, c1),
    Student("殊途同歸", 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):
    """ 學(xué)生類 """
 
    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{}班的學(xué)生，我叫:{},我今年{}歲".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)
 
 
class Classes(object):
    """ 班級類 """
 
    def __init__(self, title, school_object):
        self.title = title
        self.school_object = school_object
 
 
class School(object):
    """ 學(xué)校類 """
 
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
 
s1 = School("北京校區(qū)")
s2 = School("上海校區(qū)")
 
c1 = Classes("Python全棧", s1)
c2 = Classes("Linux云計算", s2)
 
user_object_list = [
    Student("華青水上", 19, c1),
    Student("殊途同歸", 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、特殊成員

在Python的類中存在一些特殊的方法，這些方法都是 __方法__ 格式，這種方法在內(nèi)部均有特殊的含義，接下來我們來講一些常見的特殊成員：

__init__，初始化方法

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
 
 
obj = Foo("華青水上")

__new__，構(gòu)造方法

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        print("第二步：初始化對象，在空對象中創(chuàng)建數(shù)據(jù)")
        self.name = name
 
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("第一步：先創(chuàng)建空對象并返回")
        return object.__new__(cls)
 
 
obj = Foo("華青水上")

__call__

class Foo(object):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("執(zhí)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("華青水上",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("華青水上", 19)
 
obj["x1"]
obj['x2'] = 123
del obj['x3']

__enter__、__exit__

class Foo(object):
 
    def __enter__(self):
        print("進(jìn)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)

# 面試題（補(bǔ)充代碼，實現(xiàn)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才可以調(diào)用執(zhí)行do_something方法
        pass
 
 
with Context() as ctx:
    ctx.do_something()

上述面試題屬于上下文管理的語法。

__add__ 等

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")
 
# 對象+值，內(nèi)部會去執(zhí)行 對象.__add__方法，并將+后面的值當(dāng)做參數(shù)傳遞過去。
v3 = v1 + v2
print(v3)

__iter__

迭代器

# 迭代器類型的定義：
    1.當(dāng)類中定義了 __iter__ 和 __next__ 兩個方法。
    2.__iter__ 方法需要返回對象本身，即：self
    3. __next__ 方法，返回下一個數(shù)據(jù)，如果沒有數(shù)據(jù)了，則需要拋出一個StopIteration的異常。
	官方文檔：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#iterator-types
        
# 創(chuàng)建 迭代器類型 ：
	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
 
# 根據(jù)類實例化創(chuàng)建一個迭代器對象：
    obj1 = IT()
    
    # v1 = obj1.__next__()
    # v2 = obj1.__next__()
    # v3 = obj1.__next__() # 拋出異常
    
    v1 = next(obj1) # obj1.__next__()
    print(v1)
 
    v2 = next(obj1)
    print(v2)
 
    v3 = next(obj1)
    print(v3)
 
 
    obj2 = IT()
    for item in obj2:  # 首先會執(zhí)行迭代器對象的__iter__方法并獲取返回值，一直去反復(fù)的執(zhí)行 next(對象) 
        print(item)

迭代器對象支持通過next取值，如果取值結(jié)束則自動拋出StopIteration。

for循環(huán)內(nèi)部在循環(huán)時，先執(zhí)行__iter__方法，獲取一個迭代器對象，然后不斷執(zhí)行的next取值（有異常StopIteration則終止循環(huán)）。

生成器

# 創(chuàng)建生成器函數(shù)
    def func():
        yield 1
        yield 2
    
# 創(chuàng)建生成器對象（內(nèi)部是根據(jù)生成器類generator創(chuàng)建的對象），生成器類的內(nèi)部也聲明了：__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)

如果按照迭代器的規(guī)定來看，其實生成器類也是一種特殊的迭代器類（生成器也是一個中特殊的迭代器）。

可迭代對象

# 如果一個類中有__iter__方法且返回一個迭代器對象 ；則我們稱以這個類創(chuàng)建的對象為可迭代對象。
 
class Foo(object):
    
    def __iter__(self):
        return 迭代器對象(生成器對象)
    
obj = Foo() # obj是 可迭代對象。
 
# 可迭代對象是可以使用for來進(jìn)行循環(huán)，在循環(huán)的內(nèi)部其實是先執(zhí)行 __iter__ 方法，獲取其迭代器對象，然后再在內(nèi)部執(zhí)行這個迭代器對象的next功能，逐步取值。
for item in obj:
    pass

可迭代對象是可以使用for來進(jìn)行循環(huán)，在循環(huán)的內(nèi)部其實是先執(zhí)行 __iter__ 方法，獲取其迭代器對象，然后再在內(nèi)部執(zhí)行這個迭代器對象的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() # 可迭代對象
 
 
for item in obj: # 循環(huán)可迭代對象時，內(nèi)部先執(zhí)行obj.__iter__并獲取迭代器對象；不斷地執(zhí)行迭代器對象的next方法。
    print(item)

# 基于可迭代對象&迭代器實現(xiàn)：自定義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)

# 基于可迭代對象&生成器 實現(xiàn)：自定義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)

常見的數(shù)據(jù)類型：

from collections.abc import Iterator, Iterable
 
v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterator) )  # false，判斷是否是迭代器；判斷依據(jù)是__iter__ 和 __next__。
v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterator) )  # True
 
 
 
v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterable) )  # True，判斷依據(jù)是是否有 __iter__且返回迭代器對象。
 
v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterable) )  # True，判斷依據(jù)是是否有 __iter__且返回迭代器對象。

至此，Python進(jìn)階面向?qū)ο笾蓡T總結(jié)完畢，如有不當(dāng)之處歡迎指正。

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