面向对象之: 类的成员

一, 细分类的组成成员

class A:
    company_name = '静态变量' # 静态变量(静态字段)
    __iphone = '155xxxxxxxx'  # 私有静态变量(私有静态字段)

    def __init__(self, name, age): # 特殊方法
        self.name = name # 对象属性(普通字段)
        self.__age = age  # 私有对象属性(私有普通字段)

    def func1(self): # 普通方法
        pass

    def __func2(self): # 私有方法
        print(666)

    @classmethod # 类方法
    def class_func(cls):
        # 定义类方法,至少有一个cls参数
        print('类方法')

    @staticmethod # 静态方法
    def static_func():
        # 定义静态方法,无默认参数
        print('静态方法')

    @property # 属性
    def prop(self):
        pass

二, 类的私有成员

对于每一个类的成员而言都有两种形式:
- 公有成员: 在任何地方都能访问
- 私有成员: 只有在类的内部才能访问

私有成员和公有成员的访问限制不同:

# 静态字段(静态属性)
# 公有静态字段: 类可以访问(对象);类内部可以访问;派生类中可以访问(派生类和对象)
class C:
    name = '公有静态字段'
    def func(self):
        print(C.name)
class D(C):
    def show(self):
        print(C.name)
print(C.name) # 类可以访问
obj = C()
print(obj.name) # 类的对象可以访问
obj.func() # 类的内部可以访问

print(D.name) # 派生类可以访问
obj_son = D()
print(obj_son.name) # 派生类的对象可以访问
obj_son.show() # 派生类的内部可以访问

# 私有静态字段: 只能在类中访问
class C:
    __name = '私有静态字段'
    def func(self):
        print(C.__name)
class D(C):
    def show(self):
        print(C.__name)

print(C.__name) # 类的外部不可以访问
obj = C()
print(obj.__name) # 类的外部不可以访问
obj.func() # 类的内部可以访问

obj_son = D()
obj_son.show() # 不可以在派生类的内部访问
----------------------------------------------------
# 普通字段(对象属性)
# 公有普通字段: 对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问

class C:
    def __init__(self):
        self.foo = '公有普通字段'
    def func(self):
        print(self.foo) # 类内部访问

class D(C):
    def show(self):
        print(self.foo) # 派生类中访问

obj = C()
print(obj.foo) # 通过对象访问
obj.func() # 类内部访问

obj_son = D()
obj_son.show() # 派生类中访问

# 私有普通字段: 仅类内部可以访问
class C:
    def __init__(self):
        self.__foo = '私有普通字段'
    def func(self):
        print(self.__foo) # 类内部访问

class D(C):
    def show(self):
        print(self.__foo) # 派生类中访问

obj = C()
print(obj.__foo) # 报错,不能通过对象访问
obj.func() # 可以在类内部访问

obj_son = D()
obj_son.show() # 报错,派生类中不能访问
----------------------------------------------------
# 方法:
# 公有方法: 对象可以访问;类内部可以访问;派生类中可以访问
class C:
    def __init__(self):
        pass
    def add(self): # 公有方法
        print('in C')

class D(C):
    def show(self):
        print('in D')
    def func(self):
        self.add()
    def func2(self):
        self.show()

obj = C()
obj.add() # 通过对象访问

obj_son = D()
obj_son.func2() # 类中可以访问
obj_son.func() # 派生类中可以访问

# 私有方法: 仅类内部可以访问
class C:
    def __init__(self):
        pass
    def __add(self):
        print('in C')
class D(C):
    def __show(self):
        print('in D')
    def func(self):
        self.__show()
    def func2(self):
        self.__add()

obj = C()
obj.__add() # 对象不可以访问
obj_son = D()
obj_son.func() # 类内部可以访问
obj_son.func2() # 派生类中不能访问

# 总结: 对于这些私有成员来说,他们只能在类的内部使用,不能在类的外部以及派生类中使用
# Ps: 非要访问私有成员的话,可以通过对象._类__属性名,但是不允许这么做.因为类在创建的时候,如果遇到了私有成员(包括私有静态字段,私有普通字段,私有方法)它会自动在前面加上_类名再保存到内存.

三, 类的其他成员

主要就是类方法
方法包括: 普通方法,静态方法,类方法
- 三种方法在内存中都归属于类,区别在于调用方式不同
实例方法,普通方法:
- 定义: 第一个参数必须是实例对象,该参数名一般约定为self,通过它来传递实例的属性和方法(也可以传递类的属性和方法)
- 调用: 只能由实例对象调用

类方法:

定义: 使用装饰器@classmethod,第一个参数必须是当前类对象,该参数名一般约定为cls,通过它来传递类的属性和方法(不能传递实例的属性和方法)

调用: 实例对象和类对象都可以调用

# 使用装饰器@classmethod
# 原则上,类方法是将类本身作为对象进行操作的方法.
# 假设有个方法,且这个方法在逻辑上采用类本身作为对象来调用更合理,那么这个方法就可以定义为类方法.另外,如果需要继承,也可以定义为类方法.
# 如下场景:
# 假设我有一个学生类和一个班级类,想要实现的功能为:执行班级人数增加的操作,获得班级的总人数;学生类继承自班级类,每实例化一个学生,班级人数都能增加;最后,我想定义一些学生,获得班级中的总人数.
# 思考:
# 这个问题用类方法做比较合适,为什么?因为我实例化的是学生,但是如果我从学生这一个实例中获得班级总人数,在逻辑上显然是不合理的.同时,如果想要获得班级总人数,如果生成一个班级的实例也是没有必要的.

class Student:
    __num = 0
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        Student.addNum()

    @classmethod # 类方法: 由类名直接调用的方法,会自动的将类名传给cls
    def addNum(cls):
        print(cls)
        cls.__num += 1
    @classmethod
    def getNum(cls):
        return cls.__num

a = Student('小明', 18)
b = Student('小红', 28)
c = Student('小花', 38)
print(a.getNum()) # 对象也可以调用类方法,但是会自动将其从属于的类名传给cls
print(Student.getNum())

静态方法:

定义: 使用装饰器@staticmethod,参数随意,没有self和cls参数,但是方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法

调用: 实例对象和类对象都可以调用

# 静态方法: 不依赖于类,也不依赖于对象,他就是一个普通的函数,放置于类中,使结构更加清晰合理
# 使用装饰器@staticmethod
# 静态方法是类中的函数,不需要实例.静态方法主要是用来存放逻辑性的代码,逻辑上属于类,但是和类本身没有关系,也就是说在静态方法中,不会涉及到类中的属性和方法的操作.可以理解为,静态方法是个独立的,单纯的函数,它仅仅托管于某个类的名称空间中,便于使用和维护.
import time
class TimeTest:
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second
    @staticmethod
    def showtime():
        return time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())

print(TimeTest.showtime())
t = TimeTest(2, 10, 10)
nowtime = t.showtime()
print(nowtime)

双下方法:
- 定义: 双下方法是特殊方法,他是解释器提供的,由双下划线加方法名加双下划线(__方法名__)组成具有特殊意义的方法,双下方法主要是python源码程序员使用的
- 调用: 不同的双下方法有不同的触发方式,就好比盗墓时触发的机关一样,不知不觉就触发了双下方法,例如:__init__

属性:property

property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回值

# 例一: 求BMI指数
# 成人的BMI数值:
# 过轻:低于18.5
# 正常:18.5-23.9
# 过重:24-27
# 肥胖:28-32
# 非常肥胖:高于32
# 体质指数（BMI）= 体重（kg）/ 身高**2（m）
# EX: 70 ÷（1.75 * 1.75）= 22.86

class People:
    def __init__(self, name, weight, height):
        self.name = name
        self.weight = weight
        self.height = height
    @property
    def bmi(self):
        return self.weight / self.height**2
    def bmi2(self):
        return self.weight / self.height ** 2


p1 = People('小马', 55, 1.63)
print(p1.bmi2()) # 虽然也可以,但是个方法,感觉不合理
print(p1.bmi) # bmi伪装成属性来调用的,看起来更合理

为什么使用property

将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候,根本无法察觉是执行了一个函数然后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则

由于新式类中具有三种访问方式,根据他们几个属性的访问特点,分别将三个方法定义为对同一个属性:获取,修改,删除

class Foo:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    @property
    def AAA(self):
        print(self.name)
        print('get的时候运行我')

    @AAA.setter  # 修改,设置
    def AAA(self, value):
        self.name = value
        print(self.name)
        print('set的时候运行我')

    @AAA.deleter # 删除
    def AAA(self):
        del self.name
        print('delete的时候运行我')

# 只有在属性AAA定义property后才能定义AAA.setter,AAA.deleter
f1 = Foo('小马')
f1.AAA
f1.AAA = 'aaa'
del f1.AAA
-----------------------------------------------
# 或者
class Foo:
    def get_AAA(self):
        print('get的时候运行我')
    def set_AAA(self, value):
        print('set的时候运行我')
    def delete_AAA(self):
        print('delete的时候运行我')
    AAA = property(get_AAA, set_AAA, delete_AAA)
    # 内置property三个参数于get,set,delete一一对应
f1 = Foo()
f1.AAA
f1.AAA = 'aaa'
del f1.AAA
------------------------------------------------
# 练习:
class Goods:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.original_price = 100  # 原价
        self.discount = 0.8  # 折扣
    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price
    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value
    @price.deleter
    def price(self):
        del self.original_price

obj = Goods('保温杯')
print(obj.price) # 获取商品价格
obj.price = 200  # 修改商品的原价
del obj.price    # 删除商品原价

四, isinstace 与 issubclass

class A:
    pass
class B:
    pass
obj = A()
print(isinstance(obj, A))
print(isinstance(obj, B))
isinstance(a, b):判断a是否是b类(或者b类的派生类)实例化的对象
--------------------------------------------------------
class A:
    pass
class B(A):
    pass
class C(B):
    pass
print(issubclass(B, A))
print(issubclass(C, A))
issubclass(a, b):判断a是否是b类(或者b类的派生类)的派生类
-------------------------------------------------------
# 思考:那么 list str tuple dict等这些类与Iterble类 的关系是什么?
# 可以判断是不是可迭代对象
from collections.abc import Iterable
print(isinstance([1, 2, 3], list))    # True
print(isinstance([1, 2, 3], Iterable))# True
print(issubclass(list, Iterable))     # True
# 由上面的例子可得.这些可迭代的数据类型.list str tuple dict等都是Iterable的子类

五, type元类

# 按照Python的一切皆对象理论,类其实也是一个对象,
# 那么类这个对象是从哪里实例化出来的呢?

print(type('abc')) # <class 'str'>
print(type(True))  # <class 'bool'>
print(type(100))   # <class 'int'>
print(type([1, 2, 3])) # <class 'list'>
print(type({1: 'a'}))  # <class 'dict'>
print(type((1, 2, 3))) # <class 'tuple'>
print(type(object))    # <class 'type'>

print(isinstance(object, type)) # True
print(isinstance(list, type))   # True
# object和list都是type类的实例对象

# type元类是用于获取该对象从属于的类,而type元类比较特殊,Python原则是:一切皆对象,其实类也可以理解为'对象',而type元类又称作构建类,python中大多数内置的类(包括object)以及自己定义的类,都是由type元类实例化得来的.

# type类与object类之间的关系比较独特:object是type类的实例,而type类是object类的子类.这种关系比较神奇无法使用python的代码表述,因为定义其中一个之前另一个必须存在