Python中级 —— 01面向对象进阶

面向对象进阶

总结、补充（http://blog.csdn.net/fgf00/article/details/52479307）

面向对象高级语法部分

　　静态方法、类方法、属性方法

类的特殊方法

反射

动态绑定属性，限制绑定（ __slots__）

异常处理

一、 面向对象高级语法部分

1、静态方法（@staticmethod）

通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法。
普通的方法，可以在实例化后直接调用，并且在方法里可以通过self.调用实例变量或类变量，但静态方法是不可以访问实例变量或类变量的，
一个不能访问实例变量和类变量的方法，其实相当于跟类本身已经没什么关系了，它与类唯一的关联就是需要通过类名来调用这个方法.

class Person(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    @staticmethod  # 把eat方法变为静态方法
    def eat(self):
        print("%s is eating" %self.name)

d = Person("xiaoming", 18)
d.eat()

上面的调用会出以下 错误

TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

解决方法（2种）：
    1. 调用时主动传递实例本身给eat方法，即 `d.eat(d)`
    2. 在eat方法中去掉self参数，但这也意味着，在eat中不能通过self.调用实例中的其它变量了   

作用：只是相当于一个单纯函数，要传参数，就要把实例传进去。
如果说和类有关系，就是必须有类名去调用。调用不了类或实例中的任何属性

2、类方法（@classmethod）

类方法通过@classmethod装饰器实现，类方法和普通方法的区别是：
类方法只能访问类变量，不能访问实例变量

class Person(object):
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" %self.name)

d = Person("xiaoming", 18)
d.eat()

执行报错如下， ` AttributeError: type object 'Dog' has no attribute 'name' ` ,Dog没有name属性，因为name是个实例变量，类方法是不能访问实例变量的   

此时可以定义一个类变量，也叫name,看下执行效果：

class Person(object):
    name = "xiaohong" # 类变量
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" %self.name)

d = Person("xiaoming", 18)
d.eat()

3、属性方法（@property）

属性方法的作用就是通过@property把一个方法变成一个静态属性 （函数–>变量）

class Person(object):
    name = "xiaohong" # 类变量
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    @property
    def eat(self):
        print("%s is eating" %self.name)

d = Person("xiaoming", 18)
d.eat()

可能报错  ` TypeError: 'NoneType' object is not callable `

    正常调用如下：

d.eat
# 输出
xiaoming is eating

传参：

属性方法赋值：

d.eat = "baozi" 多个参数时： d.eat = "baozi", "baozi2" 接收为元组形式

删除属性方法：

del d.eat 报错： AttributeError: can't delete attribute

类中定义以下方法即可：

@eat.deleter  # 删除属性
def eat(self):
    del self.__food
    print("Delete the finished")

此时代码：

class Person(object):
    name = "xiaohong" # 类变量
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age
    @property
    def eat(self):
        print("%s is eating" %self.name)
    @eat.setter  # 赋值调用属性，调这个方法
    def eat(self,food):
        print("set to food:",food)
        self.__food = food
    @eat.deleter  # 删除属性
    def eat(self):
        del self.__food
        print("Delete the finished")

d = Person("xiaoming", 18)
d.eat()
d.eat = "baozi"
d.eat  # 传完参数后调用
del d.eat
d.eat  # 删完后调用

此时报错： AttributeError: 'Dog' object has no attribute '_Dog__food' ,说明已删除。

好吧，把一个方法变成静态属性有什么卵用呢？既然想要静态变量，那直接定义成一个静态变量不就得了么？well, 以后你会需到很多场景是不能简单通过 定义 静态属性来实现的， 比如 ，你想知道一个航班当前的状态，是到达了、延迟了、取消了、还是已经飞走了， 想知道这种状态你必须经历以下几步:

1. 连接航空公司API查询
2. 对查询结果进行解析
3. 返回结果给你的用户

因此这个status属性的值是一系列动作后才得到的结果，所以你每次调用时，其实它都要经过一系列的动作才返回你结果，但这些动作过程不需要用户关心， 用户只需要调用这个属性就可以

二、类的特殊成员方法

1. __doc__　　表示类的描述信息

2. __module__ 和 __class__

__module__ 返回当前操作的对象对应的模块名
__class__ 表示当前操作的对象的类名

3. __init__ 构造方法，通过类 ** 创建 ** 对象时，自动触发执行。

4. __call__ 对象后面加括号 ** 执行 **，触发执行。

5. __del__ 析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：构造方法的执行是由创建对象触发的，即：对象 = 类名() ；而对于 call 方法的执行是由对象后加括号触发的，即：对象() 或者 类()()

6. __dict__ 查看类或对象中的所有成员

7. __str__ 如果一个类中定义了_str_方法，那么在打印对象时，默认输出该方法的返回值。（不定义此方法，默认返回对象地址）

8. __iter__

如果一个类想被用于for ... in循环，类似list或tuple那样，就必须实现一个__iter__()方法，该方法返回一个迭代对象，
然后，Python的for循环就会不断调用该迭代对象的 `__next__()` 方法拿到循环的下一个值，
直到遇到StopIteration错误时退出循环。

我们以斐波那契数列为例，写一个Fib类，可以作用于for循环：

class Fib(object):
    def __init__(self):
        self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a，b

    def __iter__(self):
        return self # 实例本身就是迭代对象，故返回自己

    def __next__(self):
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
        if self.a > 100000: # 退出循环的条件
            raise StopIteration()
        return self.a # 返回下一个值

结果：

>>> for n in Fib():
...     print(n)
...
1
1
2
3
5
...
46368
75025

9. __getitem__、__setitem__、__delitem__

用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据 （可以直接用 * 对象[] * 索引）

class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.data = {}
    def __getitem__(self, key):
        print('__getitem__',key)
        return self.data.get(key)
    def __setitem__(self, key, value):
        print('__setitem__',key,value)
        self.data[key] = value
    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__',key)

obj = Foo()

obj['name'] = 'fgf'   # 设置，自动触发执行 __setitem__
print(obj.data)
print(obj['name'])     # 获取值，自动触发执行 __getitem__
del obj['name']        # 触发__delitem__，只是调用那个方法，具体删不删看自己配置

10. 类的起源 __new__和 __metaclass__ （ *type 元类 * ）

class Foo(object):
    def __init__(self,name):
        self.name = name
f = Foo("fgf")

上述代码中，可知 f 是通过 Foo类 实例化的对象，万物皆对象，其实 Foo类 也是对象

f 通过执行 Foo类 的构造方法创建， Foo类 通过执行 ** type ** 类的构造方法创建。

所以type又称类的类。

print type(f) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，f 对象由Foo类创建
print type(Foo) # 输出：<type 'type'>              表示，Foo类对象由 type 类创建

由此，创建类的方法就有 * 两种 * ：

1. 普通方法（通过type创建的类，只是已经封装好了）： class Cat(object): pass

2. 特殊方法：

# 定义方法
def func(self):
    print('hello fgf')

# 创建构造函数
def __init__(self,name,age):
    self.name = name
    self.age = age

# 创建类
Foo = type('Foo',(object,), {'talk': func, '__init__':__init__})
# type第一个参数：类名
# type第二个参数：当前类的基类(父类)
# type第三个参数：类的成员(字典形式)

f = Foo("fgf",18)
f.talk()

类是由type实例化产生，那么type类是如何创建的？类又是如何创建对象的？
类中属性： **  __mateclass__** ，即用于表示该类时由谁来实例化创建。
下面可为__metaclass__设置一个type类的派生类，从而了解类创建的过程。

class MyType(type):
    def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
        print("--MyType init---")
        super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("--MyType call---")
        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)
        self.__init__(obj, *args, **kwargs)

class Foo(object):
    __metaclass__ = MyType
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("Foo ---init__")
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # __new__是用来创建实例的，定制类，先运行new里调用init，这里写，对默认的重构
        print("Foo --new--")
        # print(object.__new__(cls))
        return object.__new__(cls)  # 返回给init，cls这代表Foo，相当于对象的self
        # 调用父类的__new__方法

# 第一阶段：解释器从上到下执行代码创建Foo类
# 第二阶段：通过Foo类创建obj对象
obj = Foo("Fgf")

（默认之前应该还有个myType.new）先执行myType.init，再执行myType.call,再执行Foo.new，最后Foo.init

三、 反射

反射（实现用户输入字符串为类的方法）

通过字符串映射或修改程序运行时的状态、属性、方法, 有以下4个方法

attr –> attribute [əˈtrɪbjut] 属性; （人或物的） 特征

(直接使用的函数)

1. hasattr(obj，name_str） ：判断object中有没有一个name_str对应的方法或属性，返回True或False

2. getattr(obj，name_str)：根据字符串去获取obj对应方法的内存地址

def getattr(object, name, default=None):
    """
    getattr(object, name[, default]) -> value
    Get a named attribute from an object; getattr(x, 'y') is equivalent to x.y.
    """
class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.name = 'fgf'
    def func(self):
        print(self.name,'say Hi')
        return "func"

obj = Foo()
print(getattr(obj,'func'))
getattr(obj, 'func')()  # # same as: obj.func()

3. setattr(obj，name_str，value）动态把一个属性或函数装到类里面

例：对象ojb，函数 `def func1: pass`    添加： ` setattr(obj, 'func1', func1) `

4. delattr(obj, name_str) (只能)删除setattr添加的属性

5. isinstance(obj, cls)：检查是否obj是否是类 cls 的对象

6. issubclass(sub, super)：检查sub类是否是 super 类的派生类

7. 动态导入模块

import importlib

__import__('import_lib.metaclass') #这是解释器自己内部用的
#importlib.import_module('import_lib.metaclass') #与上面这句效果一样，官方建议用这个

四、 动态绑定类成员，限制绑定（slots）

class Student(object):
    pass

s = Student()

- 动态绑定类成员：

• 动态添加实例的属性 s.name = 'xiaoming'
  
  动态添加实例的函数 from types import MethodType

from types import MethodType

class Student(object):
    pass

s = Student()

def set_age(self, age):
    self.age = age

s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法
s.set_age(25) # 调用实例方法
s.age # 测试结果

< ** 此绑定只适用于单个实例，对其他实例无用。**

为了给所有实例都绑定方法，可以给 * class * 绑定方法：

• 动态绑定类成员 Student.set_score = set_score

def set_score(self, score):
    self.score = score

Student.set_score = set_score

s, s2 = Student()

# s, s2都可调用set_score()
s.set_score(100)
s.score

s2.set_score(99)
s2.score

- 限制类成员 slots

class Student(object):

slots = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称

注意： __slots__ 定义的属性仅对当前类实例起作用，对继承的 子类 是不起作用的：

如果在子类中也定义__slots__，这样，子类实例允许定义的属性就是 自身的__slots__加上父类的__slots__

五、异常处理

在编程过程中为了增加友好性，在程序出现bug时一般不会将错误信息显示给用户，而是现实一个提示的页面

try:
    diction = {}
    diction[1]
    names = []
    names[2]
except IndexError as e:             # python3.x 里不是逗号，都是as
    print(e)
except (KeyError,IndexError) as e:  # 采用统一处理办法
    print(e)
except Exception as e:              # 抓住所有错误
    print(e)
else:                               # 没出错执行这个
    pass
finally:                            # 不管有没有错，都执行
    pass

try:
    status = 1
    if status != 0 :
        raise Exception("自定义异常")
except Exception as e:
    print(e)