Task07:类、对象与魔法方法(3天)

一、类与对象

对象 = 属性 + 方法
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。换句话说,类主要定义对象的结构,然后我们以类为模板创建对象。类不但包含方法定义,而且还包含所有实例共享的数据。

继承:即一个派生类(derived class)继承基类(base class)的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。

多态:不同对象对同一方法响应不同的行动

class MyClass:
    """一个简单的类实例"""
    i = 12345
    def f(self):
        return 'hello world'
 
# 实例化类
x = MyClass()
 
# 访问类的属性和方法
print("MyClass 类的属性 i 为:", x.i)
print("MyClass 类的方法 f 输出为:", x.f())

self: 相当于 C++ 的 this 指针。类的方法与普通的函数只有一个特别的区别——它们必须有一个额外的第一个参数名称, 按照惯例它的名称是 selfself 代表的是类的实例,代表当前对象的地址,而 self.class 则指向类。self不是 python 关键字。

class Test:
    def prt(self):
        print(self)
        print(self.__class__)
 
t = Test()
t.prt()
# <__main__.Test object at 0x000000BC5A351208>
# <class '__main__.Test'>

Python 的魔法方法
如果你的对象实现了这些方法中的某一个,那么这个方法就会在特殊的情况下被 Python 所调用,而这一切都是自动发生的…

类有一个名为__init__(self[, param1, param2...])的魔法方法,该方法在类实例化时会自动调用。

class Ball:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def kick(self):
        print("我叫%s,该死的,谁踢我..." % self.name)


a = Ball("球A")
b = Ball("球B")
c = Ball("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的,谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的,谁踢我...

公有和私有
在 Python 中定义私有变量只需要在变量名或函数名前加上“__”两个下划线,那么这个函数或变量就会为私有的了。

继承
Python 同样支持类的继承,如果一种语言不支持继承,类就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

BaseClassName(示例中的基类名)必须与派生类定义在一个作用域内。除了类,还可以用表达式,基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

组合

class Turtle:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Fish:
    def __init__(self, x):
        self.num = x


class Pool:
    def __init__(self, x, y):
        self.turtle = Turtle(x)
        self.fish = Fish(y)

    def print_num(self):
        print("水池里面有乌龟%s只,小鱼%s条" % (self.turtle.num, self.fish.num))


p = Pool(2, 3)
p.print_num()
# 水池里面有乌龟2只,小鱼3条

类属性和实例属性区别

类属性:类外面,可以通过实例对象.类属性和类名.类属性进行调用。类里面,通过self.类属性和类名.类属性进行调用。
实例属性 :类外面,可以通过实例对象.实例属性调用。类里面,通过self.实例属性调用。
实例属性就相当于局部变量。出了这个类或者这个类的实例对象,就没有作用了。
类属性就相当于类里面的全局变量,可以和这个类的所有实例对象共享。

# 创建类对象
class Test(object):
    class_attr = 100  # 类属性

    def __init__(self):
        self.sl_attr = 100  # 实例属性

    def func(self):
        print('类对象.类属性的值:', Test.class_attr)  # 调用类属性
        print('self.类属性的值', self.class_attr)  # 相当于把类属性 变成实例属性
        print('self.实例属性的值', self.sl_attr)  # 调用实例属性


a = Test()
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

b = Test()
b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

a.class_attr = 200
a.sl_attr = 200
a.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()

# 类对象.类属性的值: 100
# self.类属性的值 100
# self.实例属性的值 100

Test.class_attr = 300
a.func()

# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 200
# self.实例属性的值 200

b.func()
# 类对象.类属性的值: 300
# self.类属性的值 300
# self.实例属性的值 100

二、魔法方法

魔法方法总是被双下划线包围,例如__init__
魔法方法的第一个参数应为cls(类方法) 或者self(实例方法)。

cls:代表一个类的名称
self:代表一个实例对象的名称

__init__(self[, ...])构造器,当一个实例被创建的时候调用的初始化方法

__new__(cls[, ...])在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法,在调用__init__初始化前,先调用__new__

  • __new__至少要有一个参数cls,代表要实例化的类,此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供,后面的参数直接传递给__init__
  • __new__对当前类进行了实例化,并将实例返回,传给__init__self。但是,执行了__new__,并不一定会进入__init__,只有__new__返回了,当前类cls的实例,当前类的__init__才会进入。
  • __new__没有正确返回当前类cls的实例,那__init__是不会被调用的,即使是父类的实例也不行,将没有__init__被调用。
  • __new__方法主要是当你继承一些不可变的 class 时(比如int, str, tuple), 提供给你一个自定义这些类的实例化过程的途径。

__del__(self) 析构器,当一个对象将要被系统回收之时调用的方法。

__str__(self):

  • 当你打印一个对象的时候,触发__str__
  • 当你使用%s格式化的时候,触发__str__
  • str强转数据类型的时候,触发__str__

__repr__(self)

  • reprstr的备胎
  • __str__的时候执行__str__,没有实现__str__的时候,执行__repr__
  • repr(obj)内置函数对应的结果是__repr__的返回值
  • 当你使用%r格式化的时候 触发__repr__

2. 算术运算符
__add__(self, other)定义加法的行为:+
__sub__(self, other)定义减法的行为:-
__mul__(self, other)定义乘法的行为:*
__truediv__(self, other)定义真除法的行为:/
__floordiv__(self, other)定义整数除法的行为://
__mod__(self, other) 定义取模算法的行为:%
__divmod__(self, other)定义当被 divmod() 调用时的行为
divmod(a, b)把除数和余数运算结果结合起来,返回一个包含商和余数的元组(a // b, a % b)
__pow__(self, other[, module])定义当被 power()调用或** 运算时的行为
__lshift__(self, other)定义按位左移位的行为:<<
__rshift__(self, other)定义按位右移位的行为:>>
__and__(self, other)定义按位与操作的行为:&
__xor__(self, other)定义按位异或操作的行为:^
__or__(self, other)定义按位或操作的行为:|

3.反运算魔方方法
与算术运算符保持一一对应,不同之处就是反运算的魔法方法多了一个“r”。当文件左操作不支持相应的操作时被调用。

__radd__(self, other)定义加法的行为:+
__rsub__(self, other)定义减法的行为:-
__rmul__(self, other)定义乘法的行为:*
__rtruediv__(self, other)定义真除法的行为:/
__rfloordiv__(self, other)定义整数除法的行为://
__rmod__(self, other)定义取模算法的行为:%
__rdivmod__(self, other)定义当被 divmod() 调用时的行为
__rpow__(self, other[, module])定义当被 power() 调用或 ** 运算时的行为
__rlshift__(self, other)定义按位左移位的行为:<<
__rrshift__(self, other)定义按位右移位的行为:>>
__rand__(self, other)定义按位与操作的行为:&
__rxor__(self, other)定义按位异或操作的行为:^
__ror__(self, other)定义按位或操作的行为:|

4. 增量赋值运算符
__iadd__(self, other)定义赋值加法的行为:+=
__isub__(self, other)定义赋值减法的行为:-=
__imul__(self, other)定义赋值乘法的行为:*=
__itruediv__(self, other)定义赋值真除法的行为:/=
__ifloordiv__(self, other)定义赋值整数除法的行为://=
__imod__(self, other)定义赋值取模算法的行为:%=
__ipow__(self, other[, modulo])定义赋值幂运算的行为:**=
__ilshift__(self, other)定义赋值按位左移位的行为:<<=
__irshift__(self, other)定义赋值按位右移位的行为:>>=
__iand__(self, other)定义赋值按位与操作的行为:&=
__ixor__(self, other)定义赋值按位异或操作的行为:^=
__ior__(self, other)定义赋值按位或操作的行为:|=

5. 一元运算符
__neg__(self)定义正号的行为:+x
__pos__(self)定义负号的行为:-x
__abs__(self)定义当被abs()调用时的行为
__invert__(self)定义按位求反的行为:~x

6. 属性访问
_getattr__(self, name): 定义当用户试图获取一个不存在的属性时的行为。
__getattribute__(self, name):定义当该类的属性被访问时的行为(先调用该方法,查看是否存在该属性,若不存在,接着去调用__getattr__)。
__setattr__(self, name, value):定义当一个属性被设置时的行为。
__delattr__(self, name):定义当一个属性被删除时的行为。

7. 描述符
描述符就是将某种特殊类型的类的实例指派给另一个类的属性。

__get__(self, instance, owner)用于访问属性,它返回属性的值。
__set__(self, instance, value)将在属性分配操作中调用,不返回任何内容。
__del__(self, instance)控制删除操作,不返回任何内容。

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