一、类和实例
1.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。
2.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。
3.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。
4.实例变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类。
5.对“类”和“对象”的使用：
类就是一个模板，模板里可以包含多个函数，函数里实现一些功能。
对象则是根据模板创建的实例，通过实例对象可以执行类中的函数。
# class Foo: # 完成类的创建
# # 类中的函数
# def bar(self):
# # 功能阐述
# pass
# # =========完毕==============
# obj = Foo()
# 创建对象的时候，记得在后面加个括号
"""
注意，按照Python通用规则，Class用驼峰式表示(HelloWorld)
而其他的obj等等，都用‘_’隔开(this_is_object)，在创建对象的时候要加括号
类中的函数第一个参数必须是self，类中定义的函数叫做“方法”,叫自我指代参数。
self 是个什么鬼呢？它是为了指代它所存在的类Class之中。
比如我们如果有好几个不同的obj被创建成同一个类，
那么有了self，我们的class Foo就能很好的知道哪个指的是自己，不会乱
"""
# 创建类
# class Foo:
# def bar(self):
# print('Bar')
# def hello(self,name):
# print('i am %s' %name) #注意在python中，%s表示格式化一个对象为字符串，%d表示整数，这里表示格式化name为一个字符串
#
# #根据Foo创建的对象
# obj = Foo()
# obj.bar()
# obj.hello('tom')
class Foo:
# 这里我们可以创建一个类级别的变量
# 它不会随着此类创建的变量变化而变化
name = 'Jan'
def bar(self):
print('Bar')
def hello(self,name):
print('you are %s'%self.name)
print('i am %s'%name)
print(' ')
# 根据Foo创建对象
obj1 =Foo()
obj2 = Foo()
obj1.hello('August')
obj2.hello('July')
"""
所以说，这个 self 就是个代指。
代指了自己所在的class。
你可以由 self 点进所指class本身的函数。
由此可见，self 本身作为一个代词，并不一定要叫self。
你也可以用个其他什么来代替。只不过，必须得是这个类的所有子方法的第一个参数
"""
# 用其他代词来进行指代
class Foo:
#这里我们创建一个类级别的变量，它不会由此类的创建而发生变化，
name = 'jane'
def bar(july):
print('Bar')
def hello(july,name):#这里将self改成july，但是其作为第一参数的位置没有变，依旧是Foo Class 的自我指代
print('you are %s' %july.name)
print('i am %s' %name)
print(' ')
# 根据Foo创建的对象
obj1 = Foo()
obj2 = Foo()
obj1.hello('August')
obj2.hello('July')
2.构造函数：构造函数，是一种特殊的方法。主要用来在创建对象时初始化对象， 即为对象成员变量赋初始值。
跟所有OOP语言一样，python也是有构造函数的，默认为:
# #构造函数 # class Foo: # def __init__(self): #这就是构造函数，他的职责就是在模型创建的初期就完成一些动作 # #简单的说就是自定义的初始化步骤，在object创建之初，就将object初始化 # #同样，它也需要self来指定本身这个class # self.name='Jan' # def hello(self,name): # print('you are %s'%self.name) # print('i am %s'%name) # print(' ') # #当你创建一个Foo类的时候，Init会被自动的跑一遍 # # obj = Foo() # #在这个例子中，我们默认给self自己的name变量，赋值为‘Jan’ # #此刻，当我们调用Foo的hello（）方法的时候，hello自己name变量就被赋值为'July' # obj.hello('July')
3.init是可以带更多的参数的，用以初始化我们的class本身。
比如说，你要初始化一个类的时候要用到一些外部参数:
#创建类 class Foo: def __init__(self,name2):#可以在这两里附加上一些参数 #这些参数将是你创建一个Foo类时的一个必要条件 self.name = name2 def hello(self,name): print('you are %s'%self.name) print('i am %s' %name) print(' ') #当你创建一个Foo类的时候，init会自动跑一遍 #此刻可以不直接跑Foo，需要填入一个参数：name2 obj1 = Foo('jack') obj1.hello('stone')
由楼上这些例子，我们大概可以知道整个Python的OOP概念了：
Class(类)就是一个把一堆Object(对象？)集合起来的地方。
在这里，无论是变量还是方法，他们享有基本一样的层级概念。只不过,方法要做一点事儿，而变量直接就是一个值。
二、访问限制
我们刚刚看到，在调用obj的时候，可以直接调出name或者使用hello()。那么我们怎么知道什么时候可以调用他们，什么时候不可以呢？
在Class内部，可以有属性和方法，而外部代码可以通过直接调用实例变量的方法来操作数据，这样，就隐藏了内部的复杂逻辑。如果要让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线__，在Python中，实例的变量名如果以__开头，
就变成了一个私有变量（private），只有内部可以访问，外部不能访问举个学生的例子，我们可以用一个学生类来存储学生的信息，但是我们在外部可以接触到name，那么其实我们就是可以直接修改name的，这是不安全的三、继承和多态以及多重继承
通过对象直接调用
我们可以在存完一个内容以后，在类以外的地方，通过这个类的对象，来直接”点“调用
class Student:
# 假定我们初始化一个Student类的时候要做的就是，记录下每个学生的名字和年龄
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# 至此，我们用self指代student本身，并用name和age存下了他们的年龄和名字
# === 完毕 ===
#此时，我们新建一个学生
obj1 = Student('July', 18)
print(obj1.name) # 直接调用obj1对象的name属性
print(obj1.age) # 直接调用obj1对象的age属性
obj2 = Student('Aug', 73)
print(obj2.name) # 直接调用obj2对象的name属性
print(obj2.age) # 直接调用obj2对象的age属性
通过self间接调用
执行类中某一个方法时，通过self来调用了类自己的变量
class Student:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def detail(self):
print(self.name)
print(self.age)
# === 完毕 ===
#此时，我们新建一个学生
obj1 = Student('July', 18)
obj1.detail() #Python默认将obj1传给self，所以其实我们做的是obj1.detail(obj1)
# 那么，detail()内部的样貌其实就是：
# print(obj1.name)
# print(obj1.age)
obj2 = Student('Aug', 73)
obj2.detail()
综上所述，对于面向对象的封装来说，其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。
继承
继承，面向对象中的继承和现实生活中的继承相同，即：子可以继承父的内容（爸爸有的儿子都有）。
例如，每个学生都有名字和年龄，木有问题。我们可以把这个作为我们的父亲类。
但是，每个学生自己，可能有自己不同的”方法“，比如，每个人有每个人不同的外号，不同的口号，不同的饮食习惯，不同的。。。。。
# 我们首先创建一个学生类，这个类是所有学生的爸爸
class Student:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def detail(self):
print(self.name)
print(self.age)
# 然后，我们创建一个小学生类，小学生特点是，LOL sala无敌
class PrimaryStudent(Student):#因为是继承于学生类，所以我们写在括号内
# 这里我们可以不写构造函数，于是我们就是直接沿用Student类的构造函数
def lol(self): # 我们有一些新的独有的方法，会被叠加起来
print('不服sala！')
# 接下来，我们创建一个大学生类，大学生特点是，额，每个人都有个妹子。。
class CollegeStudent(Student):
def __init__(self, name, age, gf): #这里，我们改写一下构造函数
# 于是爸爸的init会被直接overwrite
self.name = name
self.age = age
self.gf = gf
def gf_detail(self):
print(self.gf)
# 来，我们来创建一下
obj1 = PrimaryStudent('小王', 7)
obj1.lol() # 独有的方法
obj1.detail()#继承与爸爸的方法
obj2 = CollegeStudent('王思聪', 29, '张雨馨')
obj2.detail()
obj2.gf_detail()
所以，对于面向对象的继承来说，其实就是将多个类共有的方法提取到父类中，子类仅需继承父类而不必一一实现每个方法。
这样可以极大的提高效率，减少代码的重复。
问题来了，如果我想多认个干爹呢？
Python和Java/C#的不同就是，Python可以多类继承，也就是，可以认很多干爹
但是干爹多了，就出了问题了。继承的时候，从谁先开始？
有两种方式，分别是深度优先和广度优先
-
当本身的类是经典类的时候，就按照深度优先方式查找继承的方法 （即，找到一个爸爸，继续找这个爸爸的爸爸，爸爸的爸爸的爸爸。。。）
-
当本身的类是新式类的时候，就按照广度优先的方式查找 （即，找到一个爸爸，再找下一个爸爸，再找下一个爸爸，平辈之间查找）
那么为什么有经典类和新类之分呢？
这是个历史遗留问题，新类 统一了类(class)和类型(type)，所以其实也是社区推荐的写法，只不过。。很多程序员都很懒。。
在2.2之前，比如2.1版本中，类和类型是不同的，如a是ClassA的一个实例，那么a.__class__返回 ‘ class __main__.ClassA‘ ，type(a)返回总是<type 'instance'>。而引入新类后，比如ClassB是个新类，b是ClassB的实例，b.__class__和type(b)都是返回‘class '__main__.ClassB' ，这样就统一了。于是乎，在新版的Python中，这个经典类和新类的区别已经不存在，都统一使用广度优先。
我们先假设我们还活在python2.2的时代：
#经典类的写法
class c1:
pass
class c2(c1):
pass
#新类的写法
class N1(object):
pass
class N2(N1):
pass
可见，新类的标志就是，大家的老祖宗继承于一个系统级的类，叫Object
具体的，我们来看看：
- 经典类
class D:
def bar(self):
print('D.bar')
class C(D):
def bar(self):
print('C.bar')
class B(D):
pass
class A(B, C):
pass
a = A()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去D类中找，如果D类中么有，则继续去C类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> D --> C
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()
- 新类
class D(object):
def bar(self):
print('D.bar')
class C(D):
def bar(self):
print('C.bar')
class B(D):
pass
class A(B, C):
pass
a = A()
# 执行bar方法时
# 首先去A类中查找，如果A类中没有，则继续去B类中找，如果B类中么有，则继续去C类中找，如果C类中么有，则继续去D类中找，如果还是未找到，则报错
# 所以，查找顺序：A --> B --> C --> D
# 在上述查找bar方法的过程中，一旦找到，则寻找过程立即中断，便不会再继续找了
a.bar()
当然，对我们先现在而言，两种写法都得出C.bar ；这说明，已经木有区别了
class F1:
pass
# 假设，S1是我们的正统类，它继承于根正苗红的F1，是我们的正统类
class S1(F1):
def show(self):
print('S1.show')
# S2是路人甲，是个歪瓜裂枣，但是他自己也有一个叫show的方法。
class S2:
def show(self):
print('S2.show')
# 在Java或C#中定义函数参数时，必须指定参数的类型，也即是说，我们如果用
# Java写下面的Func，需要告知，obj是F1类还是其他什么东西。
# 如果限定了F1，那么S2是不可以被采纳的。
# 然而，在Python中，一切都是Obj，它不care你到底是什么类，直接塞进去就可以
def Func(obj):
"""Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""
obj.show()
s1_obj = S1()
Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj，执行 S1 的show方法，结果：S1.show
s2_obj = S2()
Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj，执行 Ss 的show方法，结果：S2.show
获取对象信息
当我们拿到一个对象的引用时，如何知道这个对象是什么类型、有哪些方法呢？
用type()
type(123)
type('str')
type(None)
type(abs)
class a:
def __init__(self):
pass
type(a)
如何用语句判断是不是一种type呢？
type(123)==type(456)
type('abc')==type('123')
type('abc')==type(123)
type('abc')==str
type([])==list
四、获取对象信息
用isinstance()
isinstance()可以告诉我们，一个对象是否是某种类型（包括继承关系）。
class A:
pass
class B(A):
pass
class C(B):
pass
k=A()
g=B()
y=C()
isinstance(y, C)
isinstance(y, B)
同理，isinstance()也可以当type()用
isinstance('a', str)
使用dir()
如果要获得一个对象的所有属性和方法，可以使用dir()函数，它返回一个包含字符串的list，比如，获得一个str对象的所有属性和方法：
dir('ABC')
类似__xxx__的属性和方法在Python中都是有特殊用途的，比如__len__方法返回长度。在Python中，如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len()函数内部，它自动去调用该对象的__len__()方法，所以，下面的代码是等价的：'ABC'.__len__()
我们自己写的类，如果也想用len(myObj)的话，就自己写一个__len__()方法：class MyObject:
def __len__(self):
return 100
obj = MyObject()
len(obj)
仅仅把属性和方法列出来是不够的，配合getattr()、setattr()以及hasattr()，我们可以直接操作一个对象的状态：
class MyObject:
def __init__(self):
self.x = 9
def power(self):
return self.x * self.x
obj = MyObject()
紧接着，可以测试该对象的属性：
hasattr(obj, 'x') #有木有属性'x'
obj.x
hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
setattr(obj, 'y', 19) # 设置一个属性'y'
hasattr(obj, 'y') # 有属性'y'吗？
getattr(obj, 'y') # 获取属性'y'
obj.y # 获取属性'y'
可以传入一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值：
getattr(obj, 'z', 404) # 获取属性'z'，如果不存在，返回默认值404
也可以获得对象的方法：
hasattr(obj, 'power') # 有属性'power'吗？
getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'
fn = getattr(obj, 'power') # 获取属性'power'并赋值到变量fn
fn # fn指向obj.power
fn() # 调用fn()与调用obj.power()是一样的
五、实例属性和类属性
由于Python是动态语言，根据类创建的实例可以任意绑定属性。
给实例绑定属性的方法是通过实例变量，或者通过self变量：
class Student(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
s = Student('Bob')
s.score = 90
但是，如果Student类本身需要绑定一个属性呢？可以直接在class中定义属性，这种属性是类属性，归Student类所有：
class Student(object):
name = 'Student'
我们来用一个例子说明一下实例与类的属性差异：
class Student(object):
name = 'Student'
s = Student() # 创建实例s
print(s.name) # 打印name属性，因为实例并没有name属性，所以会继续查找class的name属性
print(Student.name) # 打印类的name属性
s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性
print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高，因此，它会屏蔽掉类的name属性
print(Student.name) # 但是类属性并未消失，用Student.name仍然可以访问
del s.name # 如果删除实例的name属性
print(s.name) # 再次调用s.name，由于实例的name属性没有找到，类的name属性就显示出来了
从上面的例子可以看出，在编写程序的时候，千万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后，再使用相同的名称，访问到的将是类属性。
模块和包
Python的程序由包（package）、模块（module）和函数组成。包是由一系列模块组成的集合。模块是处理某一类问题的函数和类的集合。
包就是一个完成特定任务的工具箱，Python提供了许多有用的工具包，如字符串处理、图形用户接口、Web应用、图形图像处理等。这些自带的工具包和模块安装在Python的安装目录下的Lib子目录中。
注意：
包必须至少含有一个__int__.py文件按，该文件的内容可以为空。__int__.py用于标识当前文件夹是一个包。模块
在python中一个文件可以被看成一个独立模块，而包对应着文件夹，模块把python代码分成一些有组织的代码段，通过导入的方式实现代码重用。
导入模块时，是按照sys.path变量的值搜索模块，sys.path的值是包含每一个独立路径的列表，包含当前目录、python安装目录、PYTHONPATH环境变量，搜索顺序按照路径在列表中的顺序（一般当前目录优先级最高）。
想看自己的Python路径，大家可以
import sys
print(sys.path)如果你发现你在某个地方写的文件（包）import错误，你就可以看看这个sys.path是否囊括了你那批文件的根目录。
导入模块
使用import语句（不管是你自己写的，还是你下载的别人的）
import module1
import module2
import module3
import module1,module2,module3这两种方式的效果是一样的，但是第一种可读性比第二种好，推荐按照下面的顺序导入模块，并且一般在文件首部导入所有的模块
python标准库
第三方模块
应用程序自定义模块使用from-import语句导入模块的属性
单行导入
from module import name1,name2,name3多行导入
from module import name1,name2,name3导入全部属性（由于容易覆盖当前名称空间中现有的名字，所以一般不推荐使用，适合模块中变量名很长并且变量很多的情况）
from module import *自定义导入模块名称
就是为了用的时候方便好记。
import simplejson as json包
包将有联系的模块组织在一起，有效避免模块名称冲突问题，让应用组织结构更加清晰。 一个普通的python应用程序目录结构：
app/
__init__.py
a/
__init__.py
a.py
b/
__init__.py
b.pyapp是最顶层的包，a和b是它的子包，可以这样导入：
from app.a import a
from app.b.b import test
a.test()
test()上面代码表示：导入app包的子包a和子包b的属性test，然后分别调用test方法。
每个目录下都有__init__.py文件，这个是初始化模块，from-import语句导入子包时需要它，可以在里面做一些初始化工作，也可以是空文件。ps：__init__.py定义的属性直接使用 顶层包.子包 的方式导入，如在目录a的__init__.py文件中定义init_db()方法，调用如下：from app import a
a.init_db()实战
我们现在已经完全掌握了使用包，自己定义类，组件一个可运行的程序的方法
现在我们可以专注于Machine Learning方面，来看看实战是怎么运用这些知识的。
from sklearn import svm, datasets
class Dataset:
# 我们创造一个dataset的类，这个类会帮我们下载相关的数据集，
# 并给我们分类好x,y
def __init__(self, name):
# 告诉类，我们需要哪一个数据集
# 我们有两个选择，一个是'iris'一个是'digits'
self.name = name
def download_data(self):
# 从sklearn的自带集中下载我们指定的数据集
if self.name == 'iris':
# 这里是sklearn自带的数据集下载方法，更多信息可以参照官网
self.downloaded_data = datasets.load_iris()
elif self.name == 'digits':
self.downloaded_data = datasets.load_digits()
else:
# 如果不是我们预想的两种数据集，则报错
print('Dataset Error: No named datasets')
def generate_xy(self):
# 通过这个过程来把我们的数据集分为原始数据以及他们的label
# 我们先把数据下载下来
self.download_data()
x = self.downloaded_data.data
y = self.downloaded_data.target
print('
Original data looks like this:
', x)
print('
Labels looks like this:
', y)
return x,y
def get_train_test_set(self, ratio):
# 这里，我们把所有的数据分成训练集和测试集
# 一个参数要求我们告知，我们以多少的比例来分割训练和测试集
# 首先，我们把XY给generate出来：
x, y = self.generate_xy()
# 有个比例，我们首先得知道 一共有多少的数据
n_samples = len(x)
# 于是我们知道，有多少应该是训练集，多少应该是测试集
n_train = n_samples * ratio
# 好了，接下来我们分割数据
X_train = x[:n_train]
y_train = y[:n_train]
X_test = x[n_train:]
y_test = y[n_train:]
# 好，我们得到了所有想要的玩意儿
return X_train, y_train, X_test, y_test
# ====== 我们的dataset类创造完毕=======
接下来，我们在main中code以下来调用我们自己写的类：
# 比如，我们使用digits数据集
data = Dataset('digits')
# 接着，我们可以用0.7的分割率把xy给分割出来
X_train, y_train, X_test, y_test = data.get_train_test_set(0.7)
同样，我们也不一定需要自己创造类，我们可以引用第三方库里的类， 比如这里，我们用SVM作为我们的分类器，去训练我们的算法 我们就直接建造一个object，使他成为SVM类
clf = svm.SVC()
这里 clf 是 classifier的简称，SVC指的是SVM的classification版本。
因为我们的数据集都是分类问题，所以我们使用SVC()
接下来，我们fit我们的数据（也就是训练我们的数据）
显然，做fit的时候，我们只可以使用训练集
clf.fit(X_train, y_train)
好，现在你的clf已经训练好了，我们来看看它的表现：
我们随便取test集中的一个数据点，并对应它的真实label
test_point = X_test[12]
y_true = y_test[12]
我们来看看，我们的clf给出的预测是什么：
clf.predict(test_point)
再看看真正的label应该是什么:
y_true
正确！
那么这样，你们已经学会如何训练数据集并作出新的预测了。
把所有的测试集都导入clf，让他pridict，并看看跟真实的label相差多少。