Python面向对象的高级特性

一、类方法与静态方法

类方法是类对象所拥有的方法,需要用修饰器一般以@classmethod来标识其为类方法,
1). 对于类方法,第一个参数必须是类对象,作为第一个参数
(cls是形参， 可以修改为其它变量名,但最好用’cls’了)
2). 能够通过实例对象和类对象去访问。

"""
相关的源码:from datetime import  datetime
"""

class Student(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 实例方法， python解释器会自动将对象/实例传入方法。
    def get_age(self):
        print('self:', self)
        return  self.age

    # 类方法:python解释器会自动将类传入方法。
    @classmethod
    def get_cls(cls):
        print('cls:', cls)

    # 静态方法:python解释器不会自动传入任何参数
    @staticmethod
    def get_info():
        print("static method信息")

if __name__ == '__main__':
    s = Student('张三', 18)
    s.get_age()
    s.get_cls()
    s.get_info()

代码运行结果：

二、property类属性

一种用起来像是使用的实例属性一样的特殊属性，可以对应于类的某个方法。
property属性的定义和调用要注意一下几点：
1.定义时，在实例方法的基础上添加 @property 装饰器；并且仅有一个self参数
2.调用时，无需括号

类属性应用需求: 对于京东商城中显示电脑主机的列表页面，每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上，而是通过分页的功能局部显示，所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据 这个分页的功能包括：

• 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
• 根据m 和 n 去数据库中请求数据

"""
类属性应用需求: 对于京东商城中显示电脑主机的列表页面，每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上，而是通过分页的功能局部显示，所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据 这个分页的功能包括：
- 根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
- 根据m 和 n 去数据库中请求数据

from datetime import  datetime
"""

class Page(object):
    """
    [user1, user2, user3......user100]
    page=2, per_page=10
    第一页: start=0 end=10
    第二页: start=10 end=20
    第三页: start=20 end=30
    ....
    第page页: start=(page-1)*per_page end=page*per_page
    """
    def __init__(self, page, per_page=10):
        self.page = page
        self.per_page = per_page

    # 类属性: 将类方法变成类属性的过程。
    @property
    def start(self):
        return (self.page-1) * self.per_page

    @property
    def end(self):
        return  self.page * self.per_page

if __name__ == '__main__':
    goods = ['good'+str(i+1) for i in range(100)]
    page = Page(page=10, per_page=3)
    print(goods[page.start:page.end])

简单实例：

class date(object):
    def __init__(self,year,month,day):
        #私有属性
        self.__year = year
        self.__month = month
        self.__day = day
    # 将类方法object.year（）转变成类属性object.year,只是为了代码简洁
    @property
    def year(self):
        return self.__year

today = date(2021,3,6)
print(today.year)  #2021

三、单例模式

为什么使用单例模式？

对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要，例如，一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务；一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统；一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化，将弹出多个窗口，如果这些窗口显示的内容完全一致，则是重复对象，浪费内存资源；如果这些窗口显示的内容不一致，则意味着在某一瞬间系统有多个状态，与实际不符，也会给用户带来误解，不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。

class People(object):
    pass
p1 = People()  #object
p2 = People()  #object
print(p1,p2)   #每个对象的内存地址不同，所以肯定不是单例模式

实现方法

装饰器实现

装饰器（decorator）可以动态地修改一个类或函数的功能。这里，我们也可以使用装饰器来
装饰某个类，使其只能生成一个实例，代码如下

from functools import  wraps
def singleton(cls):
    #通过一个字典存储类和对象信息{"Class":"object"}
    instances = {
    
    }
    @wraps(cls)
    def wrapper(*args,**kwargs):
        #为了保证单例模式，判断该类是否已经实例化为对象
        # 1.如果有对象，直接返回存在的对象
        # 2.如果没有则实例化对象，并存储类和对象到字典中，最后返回对象
        if instances.get(cls):
            return instances.get(cls)
        object = cls(*args,**kwargs)
        instances[cls] = object
        return object
    return wrapper

@singleton
class People(object):
    pass

p1 = People()
p2 = People()
print(p1,p2)
print(p1 is p2)  #判断是否为单例模式，对比p1和p2的内存地址是否相同

new方式实现

class People(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        """创建对象之前执行的内容"""
        if cls._instance is None:
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return  cls._instance

    def __init__(self):
        """在new方法之后执行， 将属性和对象封装在一起"""
        print("正在执行构造方法init......")

p1 = People()
p2 = People()
print(p1, p2)

总结：

"""
面向对象:
    1. 三大特性
        封装(必须要掌握的):
            __new__: 在实例化对象之前执行的， 返回对象。
            __init__: 构造方法, 实例化对象时自动执行。 常用于将对象和属性绑定在一起。
            self: 实质上是对象。
        继承(最多知识点的):
            多继承算法: python3中广度优先算法。
            私有属性和私有方法
        多态(最简单的):

    2. 三大特性的应用
        1). 链表的封装(Leetcode第二题)
        2). 栈的封装
        3). 队列的封装
        4). 二叉树的封装与先序遍历

    3. 高级特性
        1). @classmethod和@staticmethod(类方法和静态方法)
        2). @property类属性
        3). 单例模式: 一个类只能实例化一个对象
            基于装饰器
            基于new方法
"""