Python面向对象开发基础篇

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1. Python 面向对象开发基础篇 Limodou@gmail.com 2013/04/04
2. 编程范式 • 过程：模式、数据结构、过程 • 对象：封装了状态和方法，在对象间通过 传递消息 • 函数：函数、闭包、递归等 • Python 是多范式的编程语言
3. 什么是面向对象
4. 基于分类的思考方法 Window MessageB ox Dialog Widget Panel Button 抽象 具体
5. Class class subclass derive, inherit 定义了功能模板，是一 类事物的集合，是抽象 概念
6. Window width height background color font draw() fresh() destroy() move() resize() 名称 属性 方法 类的组成 • public • private • protect
7. instance = class() 一个类可以创建多个实例，每个实例可 以拥有不同的属性值 class 杯子 玻璃杯 = 杯子 ( 材料 = 玻璃 ) 红色金属杯 = 杯子 ( 材料 = 金属，颜色 = 红色 )
8. 面向对象的三大特点
9. 封装 继承 多态 数据 + 方法 子类可以使用父类 的属性和方法 同一个父类可以派 生出不同的子类 覆盖 改变父类的属性值和方法实现
10. 为什么需要面向对象 封装 重用 分解
11. 什么时候使用面向对象 在需要的时候使用
12. Python 的面向对象
13. import os class Command(object): def __init__(self, name): self.name = name def __call__(self, *args, **kwargs): raise NotImplementedError class DirCommand(Command): def __call__(self, dir):
14. • 使用 class 来定义类 • Python 的类可以从父类继承，支持多个父 类 • 类中可以保存属性和方法 • 属性可以是 descriptor ，通常的数据类型 • 特殊的方法，如：私有方法（开始有两个 下划线），特殊方法（前后各有两个下划 线） • __init__ 为初始化方法，一般不讲构造方 法，不是必须的
15. • obj = Class(*args, **kwargs) => obj = Class().__init__(*args, **kwargs) • obj.attr 可以访问类中定义的属性 • obj.func() 可以调用类中定义的方法 • 属性可以在运行时动态绑定
16. 建议使用类和实例来描述，以避 免与对象的说法冲突。 一切皆对象 -- 数据及功能的结合 体
17. old style class 和 new style clas s >>> class A:pass >>> type(A) <type ‘classobj’> >>> type(int) <type ‘type’> >>> class A1(object):pass >>> type(A1) <type ‘type’>
18. new style class 的作用 • 在 Python 2.2 之前，类与类型是不统一的 • 在 Python 2.2 实现了统一 • 让内置的类型子类化更方便 • 提供了属性 (property) 的机制 • 实现了 static 和 class 方法 • 提供了 metaclass 编程 Unifying types and classes in Python 2.2 PEP-252: Making types look more like classes PEP-253: Subtyping built-in types
19. 类 class A(object):pass class B(A): “””B description””” def out_b(self, name): print name class C(A): def out_c(self, name): print name >>> d = D() >>> d.out_b('hello') hello
20. • 一个类可以有一个或多个基类，多个基类 之间使用’ ,’ 分隔 • 类下可以定义 doc_string • 如果不存在基类，则为一个 old-style 类 • 只有当所有基类都是 old-style 类时，子类 才是 old-style 类，否则就是 new-style 类 • 如果不需要基类，则可以把 object 作为基 类来创建 new-style 类 • 在 3.x 将不存在 old-style 类，所有的类都 是 new-style ，所以可以省略 object
21. • 在类上定义的属性将在所有实例间共享 class C(object): count = 0 c1 = C() c2 = C() C.count += 1 print c1.count, c2.count 1, 1
22. class C(object): x = 20 def call(self): C.x += 2 print C.x print self.__class__ C.y = 21 • 在方法中通过 类 变量来使用类属性 • 属性可以动态绑定到类或实例变量上
23. 类的自省 • isinstance() 判断一个实例是否属性某个类 >>> isinstance(c1, C) True • issubclass() 判断一个类是否是另一个类的 子类 >>> issubclass(D, D) True >>> issubclass(D, C) True
24. • dir(D) 可以列出类的属性名，包括方法 • D.__name__ 可以得到类的名称 >>> D.__name__ ‘D’ • D.__module__ 得到类所在的模块 • D.__bases__ 得到所有基类 >>> D.__bases__ (<class '__main__.B'>, <class '__main__. C'>)
25. 如何判断一个对象是类 考虑使用 types ，它定义了许多类型，但是 : >>> import types >>> class A:pass >>> isinstance(A, types.ClassType) True >>> isinstance(A, types.TypeType) False >>> import types >>> class B(object):pass >>> isinstance(B, types.ClassType) False >>> isinstance(B, types.TypeType) True
26. >>> import inspect >>> inspect.isclass(A) True >>> inspect.isclass(B) True
27. 类私有属性 • 以两个下划线开始的属性， python 会把它 编译为： _classname__attribute • 其实 python 中不存在真正的私有属性 • 更多是采用约定的方式，如以’ _’ 开始的 >>> class C5(object): ... __private = 23 >>> print C5.__private AttributeError: class A has no attribute ' private' >>> print C5. _C5__private
28. static 和 class 方法 >>> class A(object): ... @staticmethod ... def static(): ... print A.__name__ ... @classmethod ... def method(cls): ... print cls.__name__ >>> a = A()
29. • 静态方法：类相当于只是起到一个作用域 限制的作用，可以通过实例，类来访问 • 类方法：第一个参数是类对象，可以通过 实例，类来访问。与实例无关的方法可以 定义为类方法。 • 实例方法：第一个参数是实例对象，只能 通过实例来访问。
30. 为什么实例的第一个参数是 self • 约定俗成 • 类方法第一个参数是 cls • 实例方法第一个参数是 self • 用其它的名字也可以
31. >>> d = D() >>> isinstance(d, D) True >>> class E(object): ... def __init__ (self, n): ... self.x = n >>> e = E(42) • 创建一个实例，只要象写调用一 个函数一样调用类对象。 • 如果类定义了 __init__ 方法，则 创建实例时会把参数传给它来执 行。 • 可以动态向实例绑定新的属性 创建实例
32. 动态处理属性 • getattr(obj, name, default=None) • hasattr(obj, name) • setattr(obj, name, value)
33. 问题？ Python 如何获得一个属 性 class A(object): name = ‘A’ def __init__(self, name): self.name = name a = A(‘Hello’) a.name, self.name, A.name 的结果分别是什么？
34. MRO(Method Resolution Order) • 先查找实例的属性 (self.__dict__) • 再在实例的类中查找 (self.__class__.__dict __) • 再到基类中查找 • 如果存在多个基类，根据 mro 的顺序 >>> D.mro() [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <type 'object'>]
35. 实例的自省 • isinstance() 判断一个实例是否属性某个类 >>> isinstance(c1, C) True • self.__class__ 得到某实例的类对象
36. 关于覆盖 • 在 Python 的类中，不允许存在多个同名的 方法，所以无法实现象 java 那样的方法重 定义 • 只能通过可变参数 (*args, **kwargs) 或不 同的名字来实现
37. 如何调用父类的方法 class A(object): def __init__(self): print 'A' class B(A): def __init__(self): super(B, self).__init__() print 'B'
38. 特殊类方法 • 如果方法名前后各有两个下划线，一般为 特殊的类方法。 • 特殊的类方法有一些是系统已经定义好的 ，有特殊的命名要求 • 特殊的类可以实现特殊的语法效果
39. __init__ • 实现一个实例的初始化
40. __str__, __repr__, __unicode__ • 可让一个对象通过 print 来打印 • print 一个对象时，一般先找 __str__ ，再 找 __repr__ 。 • 如果在运算中存在 unicode 处理，会尝试 调用 __unicode__ 来进行转換
41. __call__ • 可以用来模拟函数调用 class A(object): def __call__(self, name) print name a = A() print a(‘hello’)
42. __lt__, __le__, __eq__, __ne__, __gt__, __ge__ • 用来模拟数学比较
43. __getattr__, __setattr_, __delatt r__ • 用来摸拟属性操作
44. __getitem__, __setitem__, __de litem__ • 用来模拟字典操作
45. 更多关于特殊方法的说明 • http://docs.python.org/2/reference/datamodel.h
46. 什么时候使用面向对象 • 简化代码，实现封装 • 当遇到可以进行抽象的场合，如： GUI 控 件开发 • 在实现可扩展机制的时候，如：配置文件 读取，实现不同的配置文件格式的解析 • 以类的定义形式来实现某种简化的定义， 如： ORM, Form 等 • 利用类的特殊方法来实现类函数的闭包调 用
47. 什么时候不使用面向对象 • 简单情况 • 过程化编程，如：算法 • 不适合的地方 • 。。。
48. 更高级的内容？ • descriptor • property • metaclass