Python面向对象 -- 继承和多态、获取对象信息、实例属性和类属性

继承和多态

继承的好处：

1，子类可以使用父类的全部功能

2，多态：当子类和父类都存在相同的方法时，子类的方法会覆盖父类的方法，即调用时会调用子类的方法。这就是继承的另一个好处：多态。

多态：

调用方只管调用，不管细节，当我们新增一种Animal的子类时，只要确保run( )方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则：

对扩展开放：允许新增Animal的子类

对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_twice( )等函数

静态语言VS动态语言

对于静态语言（如Java）来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则，将无法调用run( )方法。

对于Python这样的动态语言来说，如果需要传入Animal类型，则不一定要传入Animal类型，我们只需要保证传入的对象有一个run( )方法就可以了。

动态语言的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那它就可以被看做是鸭子。

两个特点：

外观：看起来像鸭子

     行为动作：走起路来像鸭子

Python的 " file-like object "就是一种鸭子类型。对于真正的文件对象来说，它有一个read( )方法，返回其内容。但是，许多对象，只要有read( )方法，都可以被看做" file-like object "，即你不一定要传入真正的文件对象，可以传入任何实现了read( )方法的对象。

下面代码中，

1，对于Dog来说，Animal就是它的父类；对于Animal来说，Dog就是它的子类。

2，在继承关系中，如果一个实例的数据类型是某个子类，那它的数据类型也可以被看做是父类。但是，反过来就不行了。

Dog的实例d，d的数据类型是Dog，同时也是Animal类型，因为Dog是从Animal继承下来的。

 class Animal(object):
     def run(self):
         print('Animal is running...')

 class Dog(Animal):   #继承了Animal类的子类Dog
     def run(self):
         print('Dog is running...')

 class Cat(Animal):   #继承了Animal类的子类Cat
     def run(self):
         print('Cat is running...')

 class Tor(object):  #虽然不是Animal类型，但是有run方法，“鸭子类型”
     def run(self):
         print('tor is running slowly')

 def run_twice(animal):
     animal.run()
     animal.run()

 a = Animal()
 d = Dog()
 c = Cat()
 t = Tor()

 print("判断实例a是否是Animal, Dog, Cat")
 print('a is Animal?', '', isinstance(a, Animal))
 print('a is Dog?','', isinstance(a, Dog))
 print('a is Cat?','', isinstance(a, Cat))
 print("")

 print("可以看到Dog继承了Animal类，所以Dog的实例的数据类型既是Dog, 也是父类Animal")
 print('d is Animal?','', isinstance(d, Animal))
 print('d is Dog?','', isinstance(d, Dog))
 print('d is Cat?','', isinstance(d, Cat))
 print("")

 run_twice(a)
 run_twice(d)
 run_twice(c)

 print("")
 print("可以看到实例t不是是Animal，但是也能运行run_twice()函数，是因为它有run方法")
 print('t is Tor?','', isinstance(t,Tor))
 print('t is Animal?','', isinstance(t,Animal))
 print("")

 run_twice(t)

运行结果：

---

小结：

继承可以把父类所有的功能都继承过来，这样就不必从0开始做起，子类只需要新增自己特有的方法，也可以把父类不适合的方法覆盖重写。

动态语言的" 鸭子类型 "决定了继承不像静态语言那样数据类型是必须的。

---

获取对象信息

  type( )函数、isinstance( )函数、dir( )函数、getattr( )函数、setattr( )函数、hasattr( )函数

type( )函数：

（1）判读对象的基本类型、或者直接写int，str

（2）一个变量指向函数或者类，进行判断

（3）判断两个对象的type类型是否相同

（4）判断一个对象是否是函数？ 方法：使用types 模块中定义的常量

 import types
 def fn():
     pass

 print("是否是函数类型:",type(fn)==types.FunctionType)  #判断是否是函数类型
 print("是否是绝对值类型:",type(abs)==types.BuiltinFunctionType)
 print("是否是lambda匿名函数类型:",type(lambda x: x)==types.LambdaType)  #判断是否是lambda匿名函数类型
 print("是否是生成器类型:",type(x for x in range(10))==types.GeneratorType)  #判断是否是生成器类型

使用Isinstance( )函数

（1）判断class类的类型，Isinstance( )函数判断的是一个对象是否是该类型本身，或者位于该类型的父继承链上

（2）能用type( )判断的也能用isinstance( )判断

（3）判断一个对象是否是某些类型中的一种

 print(isinstance([1,2,3,4],(list,tuple)))
 print(isinstance((1,2,3,4),(list,tuple)))
 print(isinstance([1,2,3,4],(int,str)))

---

结论：总是优先使用isinstance( )函数来判断类型，可以将指定类型及其子类“一网打尽”

---

dir( )函数

功能：可以获得一个对象的所有属性和方法，它返回一个包含字符串的list列表

注：获取属性值的格式，尽量使用 “实例.属性名”，少用getattr( )函数获取属性值

测试对象的属性 ， attr, attribute属性缩写  has+attr=hasattr, get+attr=getattr, set+attr=setattr

hasattr( )：只有两个参数，判断实例变量是否有这个属性或方法，参数中属性或方法都要用引号引起来

setattr( )：有3个参数，（实例变量，属性名，属性值），为实例变量添加属性值，

getattr( )：有3个参数，获取实例变量的属性值或方法，   可以设置默认值default，如果有属性不存在，就返回默认值

对于属性，getattr返回的是属性值

对于方法，getattr返回的是实例变量.方法名

注意：方法名后面不带括号，如果想调用这个方法，就写成这种形式getattr( )( )，在getattr(  )函数的后面加上一个括号

（1）类似__xxx__这样的属性和方法在Python中是有特殊用途的，比如__len__方法返回长度

（2）在Python中，调用len( )函数获取一个对象的长度，实际上，在len( )函数内部，它自动去调用该对象的__len__( )方法。

所以，下面的代码是等价的：

（3）如果自己写类，想用len( myObj )的话，就自己写一个__len__( )方法

注意：是__len__( )方法，前后带2个下划线，而不是len( )方法

（4）使用hasattr( ), setattr( ), getattr( )操作对象

测试对象的属性，如果获取不存在的属性，会抛出AttributeError错误，此时可以设置一个default参数，如果属性不存在，就返回默认值

测试对象的方法：

---

小结

（1）可以直接写obj.x，就不要写getattr(obj, 'x')

（2）假设我们从文件流fp中读取图像，首先要判断该fp对象是否存在read方法，如果存在，则该对象是一个流，如果不存在，则无法读取。  hasattr( )就派上用场了。

注意：在Python这类动态语言中，根据鸭子类型，有read( )方法，不代表该fp对象就是一个文件流，它也可能是网络流，也可能是内存中的一个字节流，但只要read( )方法返回的是有效的图像数据，就不影响读取图像的功能。

 def readImage(fp):
     if hasattr(fp, 'read'):
         return readData(fp)
     return None

---

实例属性和类属性

1、类属性属于类所有，该类的所有实例均可以访问，所有实例共享一个属性。

 2、定义了类属性后，如果实例中的属性名和类中的属性名相同，则访问实例的这个属性值时将会覆盖类中相同属性名的值，如果属性名不相同，则不会覆盖

3、实例属性属于各个实例，互不干扰

注：从下面的代码中可以看出，千万不要对实例属性和类属性使用相同的名字，因为相同名称的实例属性将会覆盖掉类属性，但是当删除实例属性后，再访问时，访问到的是类属性。

 class Student(object):
     name='Student'

 s=Student()

 print('s.name:',s.name)  #实例的name属性值
 print('Student.name:',Student.name)  #类Student的name属性值

 print("")
 print("添加了实例的namea属性后：")
 s.namea='Michael'   #定义了实例的namea属性值，注意后面多了一个a
 print('s.namea:',s.namea)   #实例中定义了和类Student中name属性，不同属性名的属性namea
 print('s.name:',s.name)    #此时实例的name属性值
 print('Student.name:',Student.name)

 print("")
 print("添加了实例的name属性后：")
 s.name='hello'
 print('s.name:',s.name)   #此时实例的name属性值
 print('Student.name:',Student.name)   #类Student的name属性值

 print("")
 print("删除了实例的name属性后：")
 del s.name   #删除了实例中的name属性
 print('s.name:',s.name)
 print('Student.name:',Student.name)

运行结果如下：

实战：为了统计学生人数，可以给Student类增加一个类属性，每创建一个实例，该属性自动增加：

 class Student(object):
     count=0  #初始化计数变量

     def __init__(self,name):
         self.name=name
         Student.count+=1

 if Student.count != 0:  #先判断计数变量是否初始化为0
     print('测试失败!')
 else:
     bart = Student('Bart') #创建第一个实例变量
     if Student.count != 1:    #创建完第一个实例变量后，此时的Student.count应该为1
         print('测试失败!')
     else:
         lisa = Student('Lisa')#又创建第二个实例变量
         if Student.count != 2:
             print('测试失败!')
         else:
             print('Students:', Student.count)
             print('测试通过!')

运行结果：

参考网址：廖雪峰的官方网站