python基础-面向对象的三大特征

继承

单继承

父类 基类

子类 派生类

继承:是面向对象软件技术当中的一个概念,如果一个类别A“继承自”另一个类别B，就把这个A称为“B的子类别”，而把B称为“A的父类别”也可以称“B是A的超类”。

继承可以使得子类别具有父类别的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码。在令子类别继承父类别的同时，可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父类别的原有属性和方法，使其获得与父类别不同的功能。另外，为子类别追加新的属性和方法也是常见的做法。 一般静态的面向对象编程语言，继承属于静态的，意即在子类别的行为在编译期就已经决定，无法在执行期扩充。

字面意思就是：子承父业，合法继承家产，就是如果你是独生子，而且你也很孝顺，不出意外，你会继承你父母所有家产，他们的所有财产都会由你使用（败家子儿除外）。

对象查找属性的顺序

对象空间--类空间 --父类空间

对象查找方法的顺序

对象空间--类空间 --父类空间

类查找属性和方法顺序

类空间--父类空间

示例1

若子类和父类有同一属性名,优先执行子类的,若子类没有再去父类找,若想同时调用子类和父类的属性,可以通过 类名. 或者super()来实现

既用了父类的属性,也同时调用了自己的属性

class Person(Animal):
    live = '有些人活着,其实....'
    def __init__(self,name,sex,age,mind):
        # Animal.__init__(self, name,sex,age) ##利用类名调用属性
        super().__init__(name,sex,age) #利用第super()来实现,就节省了self
        self.mind = mind
    def eat(self,):
        Animal.eat(self)
        print('人类也是需要吃饭的')

class Cat(Animal):
    def __init__(self,name,sex,age,clim):
        super().__init__(name,sex,age)
        self.clim = clim

class Dog(Animal):
    pass

p1 = Person('大黄', '男', 17,'有思想')
print(p1.__dict__)
打印结果:
{'name': '大黄', 'sex': '男', 'age': 17, 'mind': '有思想'}

既用了父类的方法,也同时调用了自己的方法

class Animal:
    live = '活着'
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.sex = sex
        self.age = age
    def eat(self):
        print('动物在吃饭')
class Person(Animal):
    live = '有些人活着,其实....'
    def eat(self):
        # Animal.eat(self) #直接使用类名来调用父类的方法
        super().eat() ##利用继承关系来实现
        print('人类也是需要吃饭的')
class Cat(Animal):
    pass
class Dog(Animal):
    pass
p1 = Person('大黄','男',17)
c1 = Cat('大橘','母',2)
p1.eat()
#当子类和父类方法名相同时
# 利用类名+方法的形式,可以在子类的方法中调用父类的方法,来实现既要用子类的功能,又要用父类的功能

多继承

子类不仅能有一个父类,还可以有多个父类,叫做多继承

它可以继承多个父类,并且可以使用所有父类的所有方法

class Shenxian:
    def fei(self):
        print('神仙会飞')
class Monkey:
    def chitao(self):
        print('猴子喜欢吃桃子')
class SunWuKong(Shenxian,Monkey):
    pass

obj = SunWuKong()
obj.chitao()
obj.fei()
打印结果:
猴子喜欢吃桃子
神仙会飞

多继承中很好理解,但是在多继承中, 存在着这样⼀个问题. 当两个⽗类中出现了重名⽅法的时候. 这时该怎么办呢? 这时就涉及到如何查找⽗类⽅法的这么⼀个问题.即MRO(method resolution order) 问题. 在python中这是⼀个很复杂的问题. 因为在不同的python版本中使⽤的是不同的算法来完成MRO的.

这里需要补充一下python中类的种类（继承需要）：

在python2x版本中存在两种类.：

　　⼀个叫经典类. 在python2.2之前. ⼀直使⽤的是经典类. 经典类在基类的根如果什么都不写.

　　⼀个叫新式类. 在python2.2之后出现了新式类. 新式类的特点是基类的根是object类。

python3x版本中只有一种类：

python3中使⽤的都是新式类. 如果基类谁都不继承. 那这个类会默认继承 object

经典类采用深度优先遍历方案

秉承着:从左至右,一条路走到头再返回的原则

新式类采用C3算法遍历原则,MRO序列

MRO就是一个有序列表

通用计算公式

mro(Child(Base1,Base2)) = [Child] + merge(mro(Base1),mro(Base2),[Base1,Base2])

其中:Child继承Base1和Base2

计算规则:

1.表头和表尾

表头:

列表的第一个元素是表头

表尾

列表中表头以外的元素集合就是表尾

2.列表之间的操作

[A] +[B] = [A,B]

如计算merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] )
有三个列表 ：  ①      ②          ③

1 merge不为空，取出第一个列表列表①的表头E，进行判断
   各个列表的表尾分别是[O], [E,F,O]，E在这些表尾的集合中，因而跳过当前当前列表
2 取出列表②的表头C，进行判断
   C不在各个列表的集合中，因而将C拿出到merge外，并从所有表头删除
   merge( [E,O], [C,E,F,O], [C]) = [C] + merge( [E,O], [E,F,O] )
3 进行下一次新的merge操作 ......

拿这个图来举例

mro(A) = mro( A(B,C) )

原式= [A] + merge( mro(B),mro(C),[B,C] )

  mro(B) = mro( B(D,E) )
         = [B] + merge( mro(D), mro(E), [D,E] )  # 多继承
         = [B] + merge( [D,O] , [E,O] , [D,E] )  # 单继承mro(D(O))=[D,O]
         = [B,D] + merge( [O] , [E,O]  ,  [E] )  # 拿出并删除D
         = [B,D,E] + merge([O] ,  [O])
         = [B,D,E,O]

  mro(C) = mro( C(E,F) )
         = [C] + merge( mro(E), mro(F), [E,F] )
         = [C] + merge( [E,O] , [F,O] , [E,F] )
         = [C,E] + merge( [O] , [F,O]  ,  [F] )  # 跳过O，拿出并删除
         = [C,E,F] + merge([O] ,  [O])
         = [C,E,F,O]

原式= [A] + merge( [B,D,E,O], [C,E,F,O], [B,C])
    = [A,B] + merge( [D,E,O], [C,E,F,O],   [C])
    = [A,B,D] + merge( [E,O], [C,E,F,O],   [C])  # 跳过E
    = [A,B,D,C] + merge([E,O],  [E,F,O])
    = [A,B,D,C,E] + merge([O],    [F,O])  # 跳过O
    = [A,B,D,C,E,F] + merge([O],    [O])
    = [A,B,D,C,E,F,O]

super()的真正含义

class A:
    def func1(self):
        print('in A func1')
class B(A):
    def func1(self):
        super().func1()
        print('in B func1')
class C(A):
    def func1(self):
        print('in C func1')
class D(B,C):
    def func1(self):
        super().func1()
        #跳过本类,按照MRO的顺序执行下一类
        print('in D func1')
obj = D()
obj.func1() #D类的MRO顺序是:[D,B,C,A]
print(D.mro()) #查看该类的执行顺序
打印结果:
in C func1
in B func1
in D func1

多态

同⼀个对象, 多种形态. 这个在python中其实是很不容易说明⽩的. 因为我们⼀直在⽤. 只是没有具体的说. 比如. 我们创建⼀个变量a = 10 , 我们知道此时a是整数类型. 但是我们可以通过程序让a = "alex", 这时, a⼜变成了字符串类型. 这是我们都知道的. 但是, 我要告诉你的是. 这个就是多态性. 同⼀个变量a可以是多种形态。

封装

函数 模块 类 对象都属于封装

把很多数据封装到⼀个对象中. 把固定功能的代码封装到⼀个代码块, 函数, 对象, 打包成模块. 这都属于封装的思想. 具体的情况具体分析. 比如. 你写了⼀个很⽜B的函数. 那这个也可以被称为封装. 在⾯向对象思想中. 是把⼀些看似⽆关紧要的内容组合到⼀起统⼀进⾏存储和使⽤. 这就是封装. 

鸭子类型

看着像鸭子,就是鸭子

class A:
    def f1(self):
        print('in A f1')

    def f2(self):
        print('in A f2')

class B:
    def f1(self):
        print('in A f1')

    def f2(self):
        print('in A f2')

obj = A()
obj.f1()
obj.f2()

obj2 = B()
obj2.f1()
obj2.f2()
# A 和 B两个类完全没有耦合性，但是在某种意义上他们却统一了一个标准。
# 对相同的功能设定了相同的名字，这样方便开发，这两个方法就可以互成为鸭子类型。

# 这样的例子比比皆是：str  tuple list 都有 index方法，这就是统一了规范。
# str bytes 等等 这就是互称为鸭子类型。

类的约束

工作中如何对类进行约束,第一种方法,利用调用父类时的pay,就主动报错,raise,Python最常用的方式
class Payment:
    def pay(self, money):
        raise Exception('子类需要定义pay方法')

class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print('您用阿里支付了%s元' % money)

class QQpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print('您用QQ支付了%s元' % money)

class Wechatpay(Payment):
    def zhifu(self, money):
        print('您用微信支付了%s元' % money)

obj = Wechatpay()
obj.pay(100)
打印结果:
    obj.pay(100)
  File "C:/Users/15471/PycharmProjects/newpro/day22/exercise.py", line 45, in pay
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
    raise Exception('子类需要定义pay方法')
Exception: 子类需要定义pay方法

# 方法二 抽象类 接口类 : 制定一个规范,强制子类必须有pay方法,如果没有,在你实例化的时候就会报错
from abc import ABCMeta,abstractmethod
class Payment(metaclass= ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print('您用阿里支付了%s元' % money)

class QQpay(Payment):
    def pay(self, money):
        print('您用QQ支付了%s元' % money)

class Wechatpay(Payment):
    def zhifu(self, money):
        print('您用微信支付了%s元' % money)

obj = Wechatpay()
obj.pay(100)
打印结果:
报错

所以此时我们要用到对类的约束，对类的约束有两种：

1. 提取⽗类. 然后在⽗类中定义好⽅法. 在这个⽅法中什么都不⽤⼲. 就抛⼀个异常就可以了. 这样所有的⼦类都必须重写这个⽅法. 否则. 访问的时候就会报错. 

2. 使⽤元类来描述⽗类. 在元类中给出⼀个抽象⽅法. 这样⼦类就不得不给出抽象⽅法的具体实现. 也可以起到约束的效果.