[Python-5]Python面向对象

        Python完全采用了面向对象的思想，是真正面向对象的编程语言，完全支持面向对象的基本功能，例如：继承、多态、封装等。

        Python中，一切皆对象。我们在前面学习的数据类型、函数等，都是对象。

• 面向对象（Object oriented Programming，OOP）编程的思想主要是针对大型软件设计而来的。
• 面向对象编程使程序的扩展性更强、可读性更好，使编程可以像搭积木一样简单。
• 面向对象编程将数据和操作数据相关的方法封装到对象中，组织代码和数据的方式更加接近人的思维，从而大大提高了编程的效率。
• Python支持面向过程、面向对象、函数式编程等多种编程范式。

一、面向过程和面向对象思想 

1. 面向过程和面向对象的区别

        面向过程和面向对象都是对软件分析、设计和开发的一种思想,它指导着人们以不同的方式去分析、设计和开发软件。C语言是一种典型的面向过程语言，Java是一种典型的面向对象语言。

2. 面向过程是什么？

        面向过程适合简单、不需要协作的事务，重点关注如何执行。面向过程时，我们首先思考“怎么按步骤实现？”。比如，如何开车？我们很容易就列出实现步骤：

点火、发动 → 挂挡 → 踩油门 → 出发

        但是当我们思考比较复杂的设计任务时，比如“如何造车？”，就会发现列出1234这样的步骤，是不可能的。那是因为，造车太复杂，需要很多协作才能完成。此时面向对象思想就应运而生了。 

3. 面向对象是什么？ 

        面向对象(Oriented-Object)思想更契合人的思维模式。我们首先思考的是"怎么设计这个事物？”。比如思考造车，我们就会先思考“车怎么设计？”，而不是“怎么按步骤造车的问题”。这就是思维方式的转变。 

面向对象可以帮助我们从宏观上把握、从整体上分析整个系统。 但是，具体到实现部分的微观操作（就是一个个方法），仍然需要面向过程的思路去处理。 

        不要把面向过程和面向对象对立起来。他们是相辅相成的。面向对象离不开面向过程！ 

4. 面向对象和面向过程总结 

• 都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式。

• 面向过程是一种“执行者思维"，解决简单问题可以使用面向过程

• 面向对象是一种“设计者思维”，解决复杂、需要协作的问题可以使用面向对象

面向对象离不开面向过程：

• 宏观上：通过面向对象进行整体设计
• 微观上：执行和处理数据，仍然是面向过程

 二、类、属性、方法

1. 类的定义

        类可以看做是一个模版，或者图纸，系统根据类的定义来造出对象。我们要造一个汽车，怎么样造？类就是这个图纸，规定了汽车的详细信息，然后根据图纸将汽车造出来。 

        类：我们叫做class。 对象：我们叫做object,instance(实例)。以后我们说某个类的对象，某个类的实例。是一样的意思。

2. 属性和方法

        我们通过类定义数据类型的属性（数据）和方法（行为）,也就是说，“类将行为和状态打包在一起”。

        对象是类的具体实体，一般称为“类的实例”。类看做“饼干模具”，对象就是根据这个“模具”制造出的“饼干”。

        从一个类创建对象时，每个对象会共享这个类的行为（类中定义的方法），但会有自己的属性值（不共享状态）。更具体一点：“方法代码是共享的，属性数据不共享”。

Python中，“一切皆对象”。类也称为“类对象”，类的实例也称为“实例对象”。

• 类名必须符合“标识符”的规则；一般规定，首字母大写，多个单词使用“驼峰原则”。
• 类体中我们可以定义属性和方法
• 属性用来描述数据，方法(即函数)用来描述这些数据相关的操作

一个典型的类的定义 

class Student:
    def __init__(self,name,score): #构造方法第一个参数必须为self
        self.name = name         #实例属性
        self.score = score
​
    def say_score(self):           #实例方法
        print("{0}的分数是{1}".format(self.name,self.score))
​
s1 = Student('张三',80)  #s1是实例对象，自动调用__init__()方法
s1.say_score()

pass为空语句。就是表示什么都不做，只是作为一个占位符存在。当你写代码时，遇到暂时不知道往方法或者类中加入什么时，可以先用pass占位，后期再补上。

3. 对象完整内存结构 

        类是抽象的，也称之为“对象的模板”。我们需要通过类这个模板，创建类的实例对象，然后才能使用类定义的功能。

        Python对象包含三个部分：id（identity识别码）、type（对象类型）、value（对象的值）。

        现在，我们可以更进一步的说，一个Python对象包含如下部分：

 4. __init__构造方法和__new__方法

        初始化对象，我们需要定义构造函数__init__()方法。构造方法用于执行“实例对象的初始化工作”，即对象创建后，初始化当前对象的相关属性，无返回值。

        构造方法是负责初始化（装修），不是建对象(房子)。

__init__()的要点如下：

1. 名称固定，必须为：__init__()

2. 第一个参数固定，必须为：self。 self指的就是刚刚创建好的实例对象

3. 构造函数通常用来初始化实例对象的实例属性，如下代码就是初始化实例属性：name和score

       def __init__(self,name,score):
           self.name = name         #实例属性
           self.score = score

4. 通过“类名(参数列表)”来调用构造函数。调用后，将创建好的对象返回给相应的变量。 比如：s1 = Student('张三', 80)

5. __init__()方法：初始化创建好的对象，初始化指的是：“给实例属性赋值”

6. __new__()方法: 用于创建对象，但我们一般无需重定义该方法

7. 如果我们不定义__init__方法，系统会提供一个默认的__init__方法。如果我们定义了带参的__init__方法，系统不创建默认的__init__方法

Python中的self相当于C++中的self指针，JAVA和C#中的this关键字。Python中，self必须为构造函数的第一个参数，名字可以任意修改。但一般惯例，都叫做self 

5. 实例属性和实例方法 

（1）实例属性

        实例属性是从属于实例对象的属性，也称为“实例变量”。他的使用有如下几个要点：

• 实例属性一般在__init__()方法中通过如下代码定义：

  self.实例属性名 = 初始值

• 在本类的其他实例方法中，也是通过self进行访问： self.实例属性名

• 创建实例对象后，通过实例对象访问：

  obj01 = 类名() #创建和初始化对象，调用__init__()初始化属性

  obj01.实例属性名 = 值 #可以给已有属性赋值，也可以新加属性

class Student:
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name    #增加name属性
        self.score = score  #增加score属性
​
    def say_score(self):
        self.age = 18     #增加age属性
        print("{0}的分数是{1}".format(self.name,self.score))
​
s1 = Student("张三",80)
s1.say_score()
print(s1.age)
s1.salary = 3000    #s1对象增加salary属性
​
s2 = Student("李四",90)
s2.say_score()
print(s2.age)

（2）实例方法

        实例方法是从属于实例对象的方法。实例方法的定义格式如下： 

def  方法名(self [, 形参列表])：
    函数体

        方法的调用格式如下： 对象.方法名([实参列表])

要点：

• 定义实例方法时，第一个参数必须为self。和前面一样，self指当前的实例对象。
• 调用实例方法时，不需要也不能给self传参。self由解释器自动传参

（3）函数和方法的区别

• 都是用来完成一个功能的语句块，本质一样。
• 方法调用时，通过对象来调用。方法从属于特定实例对象，普通函数没有这个特点
• 直观上看，方法定义时需要传递self，函数不需要

 （4）其它操作

• dir(obj)可以获得对象的所有属性、方法
• obj.__dict__ 对象的属性字典
• pass 空语句
• isinstance（对象,类型） 判断“对象”是不是“指定类型”

三、类对象、类属性、类方法、静态方法 

1. 类对象 

        类定义格式中，class 类名：。实际上，当解释器执行class语句时，就会创建一个类对象

测试类对象的生成

class Student:
    pass    #空语句
​
print(type(Student))
print(id(Student))
​
Stu2 = Student
s1 = Stu2()
print(s1)

执行结果如下：

<class 'type'>
51686328
<__main__.Student object at 0x0000000002B5FDD8>

        我们可以看到实际上生成了一个变量名就是类名Student的对象。我们通过赋值给新变量Stu2，也能实现相关的调用。说明，确实创建了“类对象”。

2. 类属性

        类属性是从属于“类对象”的属性，也称为“类变量”。由于，类属性从属于类对象，可以被所有实例对象共享。

类属性的定义方式：

class  类名：
    类变量名= 初始值

        在类中或者类的外面，我们可以通过：类名.类变量名来读写 

内存分析实例对象和类对象创建过程 

以下面代码为例，分析整个创建过程 

class Student:
    company = "VS"  # 类属性
    count = 0  # 类属性
​
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name  # 实例属性
        self.score = score
        Student.count = Student.count + 1
​
    def say_score(self):  # 实例方法
        print("我的公司是：", Student.company)
        print(self.name, '的分数是：', self.score)
​
s1 = Student('高淇', 80)  # s1是实例对象，自动调用__init__()方法
s2 = Student('张三', 70)
s1.say_score()
print('一共创建{0}个Student对象'.format(Student.count))

3. 类方法

        类方法是从属于“类对象”的方法。类方法通过装饰器@classmethod来定义，格式如下：

@classmethod
def  类方法名(cls  [，形参列表]) ：
    方法体

要点如下：

• @classmethod必须位于方法上面一行
• 第一个cls必须有；cls指的就是“类对象”本身
• 调用类方法格式：类名.类方法名(参数列表)。 参数列表中，不需要也不能给cls传值
• 类方法中访问实例属性和实例方法会导致错误
• 子类继承父类方法时，传入cls是子类对象，而非父类对象

类方法使用测试 

class Student:
    company = "SXT"     #类属性
    
    @classmethod
    def printCompany(cls):
        print(cls.company)
    
Student.printCompany()

4. 静态方法

        Python中允许定义与“类对象”无关的方法，称为“静态方法”。

        “静态方法”和在模块中定义普通函数没有区别，只不过“静态方法”放到了“类的名字空间里面”，需要通过“类调用”。

        静态方法通过装饰器@staticmethod来定义，格式如下： 

@staticmethod
def  静态方法名([形参列表]) ：
    方法体

要点如下：

• @staticmethod必须位于方法上面一行
• 调用静态方法格式：类名.静态方法名(参数列表)
• 静态方法中访问实例属性和实例方法会导致错误

静态方法使用测试 

class Student:
    company = "SXT"  # 类属性
​
    @staticmethod
    def add(a, b):  # 静态方法
        print("{0}+{1}={2}".format(a,b,(a+b)))
        return a+b
​
Student.add(20,30)

 四、__del__方法(析构函数)和垃圾回收机制

  __del__()称为“析构方法”，用于实现对象被销毁时所需的操作。比如：释放对象占用的资源，例如：打开的文件资源、网络连接等。

        Python实现自动的垃圾回收，当对象没有被引用时（引用计数为0），由垃圾回收器调用__del__()。

        我们也可以通过del语句删除对象，从而保证调用__del__()。

        系统会自动提供__del__方法，一般不需要自定义析构方法。

#析构函数
class Person:
​
    def __del__(self):
        print("销毁对象：{0}".format(self))
​
p1 = Person()
p2 = Person()
del p2
print("程序结束")

运算结果：

销毁对象：<__main__.Person object at 0x02175610>
程序结束
销毁对象：<__main__.Person object at 0x021755D0>

五、__call__方法和可调用对象

• Python 中，凡是可以将 () 直接应用到自身并执行，都称为可调用对象。

• 可调用对象包括自定义的函数、Python 内置函数、以及本节所讲的实例对象。

• 定义了__call__()的对象，称为“可调用对象”，即该对象可以像函数一样被调用。

• 该方法使得实例对象可以像调用普通函数那样，以“对象名()”的形式使用。

def f1():
    print("f1")
​
f1()   #本质也是调用了__call__()方法
​
class Car:
    def __call__(self, age,money):
        print("__call__方法")
        print("车龄：{0},金额：{1}".format(age,money))
​
f2 = Car()
f2(3,200000)    #像调用函数那样调用，本质也是调用了__call__()
​

运行结果：

f1
车龄：3,金额：200000

六、方法没有重载_方法的动态性

1. 方法没有重载

        如果我们在类体中定义了多个重名的方法，只有最后一个方法有效。

        不要使用重名的方法！Python中方法没有重载。

• 在其他一些语言(比如：Java)中，可以定义多个重名的方法，只要保证方法签名唯一即可。方法签名包含3个部分：方法名、参数数量、参数类型。
• Python中，方法的的参数没有声明类型（调用时确定参数的类型），参数的数量也可以由可变参数控制。因此，Python中是没有方法的重载的。

#Python中没有方法的重载。定义多个同名方法，只有最后一个有效
 class Person:
 
     def say_hi(self):
         print("hello")
 
     def say_hi(self,name):
         print("{0},hello".format(name))
 
 p1 = Person()
 
 #p1.say_hi()       #不带参，报错：TypeError: say_hi() missing 1 required positional argument: 'name'

p1.say_hi("帅哥")

 2. 方法的动态性

        Python是动态语言，我们可以动态的为类添加新的方法，或者动态的修改类的已有的方法 

#测试方法的动态性
class Person:
    def work(self):
        print("努力上班！")
​
def play_game(self):
    print("玩游戏")
​
def work2(s):
    print("好好工作，努力上班！")
​
​
Person.play = play_game
Person.work = work2
​
p = Person()
p.play()
p.work()

      Person动态的新增了play_game方法，以及用work2替换了work方法

七、私有属性和私有方法(实现封装) 

        Python对于类的成员没有严格的访问控制限制，这与其他面向对象语言有区别。

        关于私有属性和私有方法，有如下要点：

• 通常我们约定，两个下划线开头的属性是私有的(private)。其他为公共的(public)。
• 类内部可以访问私有属性(方法)
• 类外部不能直接访问私有属性(方法)
• 类外部可以通过_类名__私有属性(方法)名”访问私有属性(方法)

【注】方法本质上也是属性！只不过是可以通过()执行而已。

所以，此处讲的私有属性和公有属性，也同时讲解了私有方法和公有方法的用法。

如下测试中，同时也包含了私有方法和公有方法的例子。

私有属性和公有属性使用测试

#测试私有属性、私有方法
class Employee:
    __company = "程序员" #私有.通过dir查到_Employee__company
​
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.__age = age         #私有实例属性
​
    def say_company(self):
        print("我的公司是：",Employee.__company)          #类内部可以直接访问私有属性
        print(self.name,"的年龄是：",self.__age)
        self.__work()
​
    def __work(self): #私有实例方法，通过dir可查到_Employee__work
        print("工作！好好工作，好好赚钱，娶个媳妇！")
​
p1 = Employee("pig",32)
print(p1.name)
print(dir(p1))              #
p1.say_company()
print(p1._Employee__age)      #通过这种方式可以直接访问到私有属性  。通过dir可以查到属性：_Employee__age
#print(p1.__age)           #直接访问私有属性，报错
#p1.__sleep()             #直接访问私有方法，报错

执行结果：

pig
['_Person__age', '_Person__leg_num', '_Person__sleep', '__class__', '__delattr__', 
'__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', 
'__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', 
'__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', 
'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'name', 'say_age']
腿的数目： 2
pig 的年龄是： 18
睡觉
18

从打印的Person对象所有属性我们可以看出。私有属性__age在实际存储时是按照_Person__age这个属性来存储的。这也就是为什么我们不能直接使用__age而可以使用_Person__age的根本原因。

八、@property装饰器 

    @property可以将一个方法的调用方式变成“属性调用”。

    @property主要用于帮助我们处理属性的读操作、写操作。对于某一个属性，我们可以直接通过：

emp1.salary = 30000

        如上的操作读操作、写操作。但是，这种做法不安全。比如，我需要限制薪水必须为1-10000的数字。这时候，我们就需要通过使用装饰器@property来处理。

# test @property
class Employee:
    def __init__(self,name,salary):
        self.name = name
        self.__salary = salary

    @property
    def salary(self):
        print("月薪为{0}，年薪为{1}".format(self.__salary,(12*self.__salary)))
        return self.__salary

    @salary.setter
    def salary(self,salary):
        if 0 < salary < 1000000:
            self.__salary = salary
        else:
            print("薪水录入错误！只能在0-1000000之间")

emp1 = Employee("me",100)
print(emp1.salary)

emp1.salary = 500
print(emp1.salary)

emp1.salary = -200
print(emp1.salary)

运行结果：

月薪为100，年薪为1200
100
月薪为500，年薪为6000
500
薪水录入错误！只能在0-1000000之间
月薪为500，年薪为6000
500

九、属性和方法命名总结

• _xxx：保护成员，不能用from module import *导入，只有类对象和子类对象能访问这些成员。
• __xxx__：系统定义的特殊成员
• __xxx： 类中的私有成员，只有类对象自己能访问，子类对象也不能访问。（但，在类外部可以通过对象名. _类名__xxx这种特殊方式访问。Python不存在严格意义的私有成员）

⚠️ 再次强调，方法和属性都遵循上面的规则。

 1. 类编码风格

• 类名首字母大写，多个单词之间采用驼峰原则。
• 实例名、模块名采用小写，多个单词之间采用下划线隔开
• 每个类，应紧跟“文档字符串”，说明这个类的作用
• 可以用空行组织代码，但不能滥用。在类中，使用一个空行隔开方法；模块中，使用两个空行隔开多个类

十、关于None和判断的总结 

• 与C和JAVA不同，python中是没有NULL的，取而代之的是None。
• None是一个特殊的常量，表示变量没有指向任何对象。
• 在Python中，None本身实际上也是对象，有自己的类型NoneType。
• 你可以将None赋值给任何变量，但我们不能创建NoneType类型的对象

obj = None
obj2 = None
print(type(None))
print(id(None))
print(id(obj))
print(id(obj2))

执行结果：

<class 'NoneType'>
140717958924280
140717958924280
140717958924280

None不是False，None不是0，None不是空字符串。None和任何其他的数据类型比较永远返回False。

1. None和其他类型的比较 

• None和其他任何类型比较都会返回False 

a = None
if a is None and a==None:
    print("a是None")             #会执行
if a==False or a==0:
    print("None不等于False")       #不会被打印

•  空列表、空字符串、0之间的比较
  • if语句判断时,空列表[]、空字典{}、空元组()、0等一系列代表空和无的对象会被转换成False
  • ==和is判断时，空列表、空字符串不会自动转成False

a=[];b=();c={};d="";e=0;f=None
if (not a) and (not b) and (not c) and (not d) and (not e) and (not f):
    print("if判断时，空列表[]、空字符串、0、None等代表空和无的对象会被转换成False")

a=[];b=();c={};d="";e=0;
if (a==False or d==False):
    print("==时，空列表、空字符串不是False！")   #不会执行
if(e==False):
    print("==时，0会转成False")

十一、面向对象的三大特征说明(封装、继承、多态)

        Python是面向对象的语言，支持面向对象编程的三大特性：继承、封装（隐藏）、多态。 

1. 封装（隐藏）

隐藏对象的属性和实现细节，只对外提供必要的方法。相当于将“细节封装起来”，只对外暴露“相关调用方法”。

通过前面学习的“私有属性、私有方法”的方式，实现“封装”。Python追求简洁的语法，没有严格的语法级别的“访问控制符”，更多的是依靠程序员自觉实现。

2. 继承

继承可以让子类具有父类的特性，提高了代码的重用性。

从设计上是一种增量进化，原有父类设计不变的情况下，可以增加新的功能，或者改进已有的算法。

（1）子类扩展父类

        继承是面向对象编程的三大特征之一。继承让我们更加容易实现类的扩展。实现代码的重用，不用再重新发明轮子(don’t reinvent wheels)。

        如果一个新类继承自一个设计好的类，就直接具备了已有类的特征，就大大降低了工作难度。已有的类，我们称为“父类或者基类”，新的类，我们称为“子类或者派生类”。

（2）语法格式 

        Python支持多重继承，一个子类可以继承多个父类。继承的语法格式如下： 

class  子类类名(父类1[，父类2，...])：
    类体

如果在类定义中没有指定父类，则默认父类是object类。也就是说，object是所有类的父类，里面定义了一些所有类共有的默认实现，比如：__new__()

关于构造函数：

1. 子类不重写 __init__，实例化子类时，会自动调用父类定义的 __init__。
2. 子类重写了__init__ 时，实例化子类，就不会调用父类已经定义的 __init__
3. 如果重写了__init__ 时，要使用父类的构造方法，可以使用 super 关键字，也可以使用如下格式调用：

父类名.__init__(self, 参数列表)

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        print("Person的构造方法")
        self.name = name
        self.age = age
​
    def say_age(self):
        print(self.name,"的年龄是：",self.age)
​
​
class Student(Person):
​
    def __init__(self,name,age,score):
        # 子类并不会自动调用父类的__init__()，我们必须显式的调用它。
        # Person.__init__(self, name, age)
        # super(Student,self).__init__(name,age)
​
        print("Student的构造方法")
        # self.name = name
        # self.age = age
        self.score = score
​
​
s1 = Student("张三",15,85)
#s1.say_age()
print(dir(s1))

运行结果：

张三 的年龄是： 15
['_Person__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', 
'__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', 
'__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', 
'__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 
'__weakref__', 'name', 'say_age', 'score']

（3）类成员的继承和重写 

1. 成员继承：子类继承了父类除构造方法之外的所有成员。

   ⚠️(私有属性、私有方法也被继承)

2. 方法重写：子类可以重新定义父类中的方法，这样就会覆盖父类的方法，也称为“重写“

 继承和重写的案例

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
​
    def say_age(self):
        print(self.name,"的年龄是：",self.age)
​
    def say_name(self):
        print("我是",self.name)

​
class Student(Person):
​
    def __init__(self,name,age,score):
        Person.__init__(self,name,age)  
        self.score = score
    def say_score(self):
        print(self.name,"的分数是：",self.score)
​
    def say_name(self):      #重写父类的方法
        print("报告老师，我是",self.name)
​
s1 = Student("张三",15,85)
s1.say_score()
s1.say_name()
s1.say_age()

执行结果：

张三 的分数是： 85
报告老师，我是 张三
张三 的年龄是： 15

（4）查看类的继承层次结构 

        通过类的方法mro()或者类的属性__mro__可以输出这个类的继承层次结构。

查看类的继承层次结构

class A:pass
class B(A):pass
class C(B):pass
​
print(C.mro())

执行结果：

[<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>] 

（5）object根类

    object类是所有类的父类，因此所有的类都有object类的属性和方法。我们显然有必要深入研究一下object类的结构。对于我们继续深入学习Python很有好处。

1. dir()查看对象属性

tips: Alt+7 可以打开模块的结构 

        为了深入学习对象，先学习内置函数dir()，他可以让我们方便的看到指定对象所有的属性

查看对象所有属性以及和object进行比对

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
​
    def say_age(self):
        print(self.name,"的年龄是：",self.age)
​
obj = object()
print(dir(obj))
​
s2 = Person("pig",18)
print(dir(s2))

运行结果：

['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', 
'__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', 
'__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', 
'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__',
'__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', 
'__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', 
'__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 
'age', 'name', 'say_age']

• Person对象增加了六个属性：__dict__ __module__ __weakref__ age name say_age

• object的所有属性，Person类作为object的子类，显然包含了所有的属性

• 我们打印age、name、say_age，发现say_age虽然是方法，实际上也是属性。只不过，这个属性的类型是method而已。

age <class 'int'>
name <class 'str'>
say_age <class 'method'> 

（6）重写__str__()方法

• object有一个__str__()方法，用于返回一个对于“对象的描述”。内置函数str(对象),调用的就是__str__()
• __str__()经常用于print()方法，帮助我们查看对象的信息。__str__()可以重写

class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.__age = age
​
    def __str__(self):
        '''将对象转化成一个字符串，一般用于print方法'''
        print("重写__str__方法")
        return "名字是：{0},年龄是{1}".format(self.name,self.__age)
​
p = Person("me",18)
print(p)
s = str(p)

（7）多重继承

        Python支持多重继承，一个子类可以有多个“直接父类”。这样，就具备了“多个父类”的特点。但是由于，这样会被“类的整体层次”搞的异常复杂，尽量避免使用。

class A:
    def aa(self):
        print("aa")
​
class B:
    def bb(self):
        print("bb")
​
class C(B,A):
    def cc(self):
        print("cc")
​
c = C()
c.cc()
c.bb()
c.aa()

（8）MRO方法解析顺序

        Python支持多继承，如果父类中有相同名字的方法，在子类没有指定父类名时，解释器将“从左向右”按顺序搜索。

        MRO（Method Resolution Order）：方法解析顺序。 我们可以通过mro()方法获得“类的层次结构”，方法解析顺序也是按照这个“类的层次结构”寻找的。

class A:
    def aa(self):
        print("aa")
​
    def say(self):
        print("say AAA!")
​
class B:
    def bb(self):
        print("bb")
​
    def say(self):
        print("say BBB!")
class C(B,A):
    def cc(self):
        print("cc")
​
c = C()
print(C.mro())          #打印类的层次结构
c.say()                 #解释器寻找方法是“从左到右”的方式寻找，此时会执行B类中的say()

（9）super()获得父类定义

        在子类中，如果想要获得父类的方法时，我们可以通过super()来做。

   super()代表父类的定义，不是父类对象。

调用父类的构造方法：

super(子类名称,self).__init__(参数列表)

class A:
    def __init__(self):
        print("A的构造方法")
​
    def say(self):
        print("A: ",self)
        print("say AAA")
​
class B(A):
    def __init__(self):        
    super(B,self).__init__() #调用父类的构造方法
        print("B的构造方法")
    def say(self):
        #A.say(self)    调用父类的say方法
        super().say()   #通过super()调用父类的方法        
    print("say BBB")
​
b = B()
b.say()

运行结果：

A:  <__main__.B object at 0x007A5690>
say AAA
say BBB

3. 多态

多态（polymorphism）是指同一个方法调用由于对象不同会产生不同的行为。

• 多态是方法的多态，属性没有多态。
• 多态的存在有2个必要条件：继承、方法重写

#多态
​
class Animal:
    def shout(self):
        print("动物叫了一声")
​
class Dog(Animal):
    def shout(self):
        print("小狗，汪汪汪")
​
class Cat(Animal):
​
    def shout(self):
        print("小猫，喵喵喵")
​
def animalShout(a):
    a.shout()   #传入的对象不同，shout方法对应的实际行为也不同。
​
animalShout(Dog())
animalShout(Cat())

 十二、特殊方法和运算符重载

        Python的运算符实际上是通过调用对象的特殊方法实现的。

a = 20
b = 30
c = a+b
d = a.__add__(b)
print("c=",c)
print("d=",d)

常见的特殊方法统计如下：

方法	说明	例子
__init__	构造方法	对象创建和初始化：p = Person()
__del__	析构方法	对象回收
__repr__,__str__	打印，转换	print(a)
__call__	函数调用	a()
__getattr__	点号运算	a.xxx
__setattr__	属性赋值	a.xxx = value
__getitem__	索引运算	a[key]
__setitem__	索引赋值	a[key]=value
__len__	长度	len(a)

每个运算符实际上都对应了相应的方法，统计如下：

运算符	特殊方法	说明
+	__add__	加法
-	__sub__	减法
< <= ==	__lt__ __le__ __eq__	比较运算符
> >= !=	__gt__ __ge__ __ne__	比较运算符
| ^ &	__or__ __xor__ __and__	或、异或、与
<< >>	__lshift__ __rshift__	左移、右移
* / % //	__mul__ __truediv__ __mod__ __floordiv__	乘、浮点除、模运算（取余）、整数除
**	__pow__	指数运算

我们可以重写上面的特殊方法，即实现了“运算符的重载”

#测试运算符的重载
​
class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
​
    def __add__(self, other):
        if isinstance(other,Person):
            return "{0}--{1}".format(self.name,other.name)
        else:
            return "不是同类对象，不能相加"
​
    def __mul__(self, other):
        if isinstance(other,int):
            return  self.name*other
        else:
            return "不是同类对象，不能相乘"
​
p1 = Person("me")
p2 = Person("you")
​
x = p1 + p2
print(x)
print(p1*3)

十三、特殊属性

        Python对象中包含了很多双下划线开始和结束的属性，这些是特殊属性，有特殊用法。这里我们列出常见的特殊属性：

特殊属性	含义
obj.__dict__	对象的属性字典
obj.__class__	对象所属的类
class.__bases__	表示类的父类(多继承时，多个父类放到一个元组中)
class.__base__	类的父类
class.__mro__	类层次结构
class.__subclasses__()	子类列表

#测试特殊属性
class A:
    pass
​
class B:
    pass
​
class C(B,A):
​
    def __init__(self,nn):
        self.nn = nn
​
    def cc(self):
        print("cc")
​
c = C(3)
​
print(c.__dict__)
print(c.__class__)
print(C.__bases__)
print(C.mro())
print(A.__subclasses__())

运行结果：

['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', 
'__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', 
'__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', 
'__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 
'cc', 'nn']
{'nn': 3}
<class '__main__.C'>
(<class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>)
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
[<class '__main__.C'>]

十四、继承和组合

        除了继承，“组合”也能实现代码的复用！“组合”核心是“将父类对象作为子类的属性”。

1. is-a关系，我们可以使用“继承”。从而实现子类拥有的父类的方法和属性。is-a关系指的是类似这样的关系：狗是动物，dog is animal。狗类就应该继承动物类。
2. has-a关系，我们可以使用“组合”，也能实现一个类拥有另一个类的方法和属性。has-a关系指的是这样的关系：手机拥有CPU。 MobilePhone has a CPU

#组合测试
​
class MobilePhone:
    def __init__(self,cpu,screen):
        self.cpu = cpu
        self.screen = screen
​
​
class CPU:
​
    def calculate(self):
        print("计算，算个12345")
​
​
class Screen:
    def show(self):
        print("显示一个好看的画面，亮瞎你的钛合金大眼")​
​
c = CPU()
s = Screen()
m = MobilePhone(c,s)
m.cpu.calculate()       #通过组合，我们也能调用cpu对象的方法。相当于手机对象间接拥有了“cpu的方法”
m.screen.show()

十五、设计模式_工厂模式实现

        设计模式是面向对象语言特有的内容，是我们在面临某一类问题时候固定的做法，设计模式有很多种，比较流行的是：GOF（Goup Of Four）23种设计模式。当然，我们没有必要全部学习，学习几个常用的即可。

        这里两个最常用的模式：工厂模式和单例模式。

        工厂模式实现了创建者和调用者的分离，使用专门的工厂类将选择实现类、创建对象进行统一的管理和控制。

#工厂模式
class CarFactory:
    def createCar(self,brand):
        if brand == "奔驰":
            return Benz()
        elif brand == "宝马":
            return BMW()
        elif brand == '比亚迪':
            return BYD()
        else:
            return "未知品牌，无法创建"


class Benz:
    pass


class BMW:
    pass


class BYD:
    pass

factory = CarFactory()
c1 = factory.createCar("奔驰")
c2 = factory.createCar("宝马")
print(c1)
print(c2)

 十六、设计模式_单例模式实现

        单例模式（Singleton Pattern）的核心作用是确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

        单例模式只生成一个实例对象，减少了对系统资源的开销。当一个对象的产生需要比较多的资源，如读取配置文件、产生其他依赖对象时，可以产生一个“单例对象”，然后永久驻留内存中，从而极大的降低开销。

单例模式有多种实现的方式，这里推荐重写__new__()的方法。

#单例模式
​
class MySingleton:
    __obj = None
    __init_flag = True
​
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__obj == None:
            cls.__obj = object.__new__(cls)

        return cls.__obj

    def __init__(self,name):
        if MySingleton.__init_flag:
            print("init....")
            self.name = name
            MySingleton.__init_flag = False
​
a = MySingleton("aa")
print(a)
b = MySingleton("bb")
print(b)

运算结果：

init....
<__main__.MySingleton object at 0x01E15610>
<__main__.MySingleton object at 0x01E15610>

十七、工厂和单例模式结合

#测试工厂模式和单例模式的整合使用
class CarFactory:
    __obj = None           #类属性
    __init_flag = True
​
​
    def create_car(self,brand):
        if brand =="奔驰":
            return Benz()
        elif brand =="宝马":
            return BMW()
        elif brand == "比亚迪":
            return BYD()
        else:
            return "未知品牌，无法创建"
​
​
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__obj ==None:
            cls.__obj = object.__new__(cls)
​
        return cls.__obj
​
    def __init__(self):
        if CarFactory.__init_flag:
            print("init CarFactory....")
            CarFactory.__init_flag = False
​
class Benz:
    pass
​
class BMW:
    pass
​
class BYD:
    pass
​
factory = CarFactory()
c1 = factory.create_car("奔驰")
c2 = factory.create_car("比亚迪")
print(c1)
print(c2)
​
factory2 = CarFactory()
print(factory)
print(factory2)

运算结果：

init CarFactory....
<__main__.Benz object at 0x01E36E90>
<__main__.BYD object at 0x01E36C30>
<__main__.CarFactory object at 0x01E36730>
<__main__.CarFactory object at 0x01E36730>