python之继承、抽象类、新式类和经典类

一、上节补充

1、静态属性
静态属性 ： 类的属性，所有的对象共享这个变量
　　如果用对象名去修改类的静态属性：在对象的空间中又创建了一个属性，而不能修改类中属性的值
　　操作静态属性应该用类名来操作

例1：请你写一个类，能够统计一共实例化了多少个对象？

class Foo:
    count = 0
    def __init__(self):
        Foo.count += 1

f1 = Foo()
print(f1.count)       #
f2 = Foo()
f3 = Foo()
f4 = Foo()
f5 = Foo()
print(f1.count)       #
print(f5.count)       #
print(Foo.count)    #

结论：当类中的属性发生改变的时候，对象中没有同名的属性、方法的时候，对象使用属性名会跟着类中的变量走

例二：(类的静态属性为可变数据类型，对象也能引用并修改)

class Foo:
    count = [0]

f1 = Foo()
f1.count[0] += 1   # 静态属性的修改  1
print(f1.count[0]) # 对象引用类的静态属性 1
print(Foo.count[0]) # 类修改后 也是 1
f1.count = [2]    # 对象新增 2
print(f1.count)   #
print(Foo.count)  # 类不变 1

结论：
1，类的静态属性是可变数据类型时，对象可以引用并修改
2，只要对象的某个属性被直接赋值，那么一定是对象的命名空间发生变化
3，只要是静态变量，就用类名操作

二、继承(提高代码的重用性，规范性)

(面向对象的三大特性：继承、多态、封装，这里先说一下继承)

(C语言没有面向对象，而java和C#只有单继承没有多继承(但是有接口)，
python和C++有单继承也有多继承(python原本并没有接口，但是有些人为python开发了接口模块，所以在python中，
需要用接口的时候要安装特定的模块))

2-1单继承:
1，语法：
class A:
　　pass

class B(A):
　　pass

这就是单继承：
　　A就叫：父类/超类/基类
　　B就叫：子类/派生类

2，继承与重用：子类可以使用父类中的变量和方法
下面看个例子了解一下：
我们都知道猫有自己的名字和吃的粮食，还有猫会喝水吃东西，抓老鼠等，
狗也有自己的名字和吃的粮食，狗也会喝水吃东西，狗还能看家等。
因此构建出来的类如下：

class Cat():
    def __init__(self,name,food):
        self.name = name
        self.food = food

    def eat(self):
        print('吃猫粮')

    def drink(self):
        print('喝水')

    def catch_mouse(self):
        print('抓老鼠')

class Dog():
    def __init__(self,name,food):
        self.name = name
        self.food = food

    def eat(self):
        print('吃狗粮')

    def drink(self):
        print('喝水')

    def look_after_house(self):
        print('看家')

xiaomao = Cat('啊猫','猫粮')
print(xiaomao.name)         #啊猫
xiaomao.eat()                     #吃猫粮
xiaomao.catch_mouse()   #抓老鼠

xiaogou = Dog('啊狗','狗粮')
print(xiaogou.name)       #啊狗
xiaogou.eat()                  #吃狗粮
xiaogou.look_after_house()   #看家

这么一看是不是感觉代码有很多重复的地方，比如初始化名字和食物、吃东西和喝水的方法，
那么怎么样可以节省代码呢？这就要用到继承。
我们先定义一个公共的类Animal，用来存储猫和狗相同的方法和属性。猫类和狗类分别继承Animal类，
就可以继承Animal的属性和方法了。

class Animal:
    def __init__(self,name,food):
        self.name = name
        self.food = food

    def eat(self):
        print('吃%s'%(self.food))

    def drink(self):
        print('喝水')

class Cat(Animal):

    def catch_mouse(self):
        print('抓老鼠')

class Dog(Animal):

    def look_after_house(self):
        print('看家')

xiaomao = Cat('啊猫','猫粮')
print(xiaomao.name)         #啊猫
xiaomao.eat()                     #吃猫粮
xiaomao.catch_mouse()   #抓老鼠

xiaogou = Dog('啊狗','狗粮')
print(xiaogou.name)       #啊狗
xiaogou.eat()                  #吃狗粮
xiaogou.look_after_house()   #看家

这样一来是不是就简化了很多，而且再来一个猪类，只要它也是有这些公共方法，它也能继承Animal类，
一下子就可以节省了很多代码。

其中：
父类/超类/基类 ：Animal
子类/派生类 ：Cat、Dog

3，继承与派生：
(1)继承：提高代码的重用性，规范代码
(2)派生：子类在父类的基础上又新创建了自己需要的方法和属性
(3)父类有的而子类没有：子类对象直接调用 就会直接执行父类的方法
(4)父类有的而子类也有：1、子类对象调用 直接执行子类中的方法
　　　　　　　　　　　 2、想在子类中使用父类的名字：父类名、super()去调用

例如：

class Animal:
    def __init__(self, name, food):
        self.name = name
        self.food = food

    def eat(self):
        print('吃%s' % (self.food))

    def drink(self):
        print('喝水')

class Cat(Animal):  # Animal的派生类
    def __init__(self, name, food, eye_color):
        self.eye_color = eye_color  # 派生属性
        super().__init__(name, food)
        # Animal.__init__(self,name,food) 跟上一句super()都是调用父类的方法
        # 不同的是super()不需要传self，而直接用父类名.方法(),需要传self

    def catch_mouse(self):  # 派生方法
        print('抓老鼠')

    def eat(self):   # 不仅执行了父类中的基础功能，还完成了特殊的功能
        Animal.eat(self)
        # super().eat()
        self.weight = 10

class Dog(Animal):
    def look_after_house(self):
        print('看家')

    def eat(self):
        # Animal.eat(self)
        super().eat()
        self.drink()  # 吃完东西调用父类喝水的方法

xiaomao = Cat('阿猫', '猫粮', '绿色')
print(xiaomao.eye_color)  # 绿色
print(xiaomao.food)  #猫粮
xiaomao.catch_mouse() #抓老鼠
xiaomao.eat()  #吃猫粮
print(xiaomao.weight)  #

xiaogou = Dog('啊狗', '狗粮')
xiaogou.eat()  #吃狗粮  喝水

2-2多继承:
1，语法：
class A:
　　pass

class B:
　　pass

class C(A,B):
　　pass

C既继承了A，又继承了B

2，实例：

# 天鹅:飞 游泳 走路
# 老虎:走路 游泳
# 鹦鹉:飞 说话 走路

class Animal:
    def __init__(self,name):
        self.name = name

class FlyAnimal(Animal):  #会飞的动物类
    def fly(self):
        print('%s在飞' % self.name)

class WalkAnimal(Animal):  #会走路的动物类
    def walk(self):
        print('%s在走路'%self.name)

class SwimAnimal(Animal):  #会游泳的动物类
    def swim(self):
        print('%s在游泳'%self.name)

class Tiger(SwimAnimal,WalkAnimal):  # 老虎
    pass

class Swan(SwimAnimal,WalkAnimal,FlyAnimal):  # 天鹅
    pass

class Parrot(FlyAnimal,WalkAnimal):  # 鹦鹉
    def talk(self):
        print('%s说话了'%self.name)

swan = Swan('天鹅')
swan.fly()  # 天鹅在飞
swan.walk()  # 天鹅在走路

三、抽象类

1、python3中的抽象类

抽象类是一个规范，它基本不会实现什么具体的功能，只能被继承，不能被实例化

abc：Abstract Base Classes

作用：在代码中定义和使用抽象基类进行API检查

1、抽象类的作用：规范编程模式
　　多人开发、复杂的需求、后期的扩展
　　是一种用来帮助我们完成规范化的手段

2、如何定义抽象类
　　1，from abc import ABCMeta,abstractmethod
　　2，在这个类创建的时候指定 metaclass = ABCMeta
　　3，在你希望子类要实现的方法的上一行加上一个 @abstractmethod装饰器

3、使用抽象类
　　1，继承这个类
　　2，必须实现这个类中被@abstractmethod装饰器装饰的方法

4、实例

# 支付功能

from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta):  # 模板的功能
    @abstractmethod                # abstractmethod是一个装饰器，装饰器怎么用？放在函数或者类的上一行
    def pay(self): pass

# 这样就构建了一个抽象类Payment，并声明了子类必须要实现的方法是 pay()，若子类没有定义pay()，则实例化时会报错

class Alipay(Payment):  # 继承了抽象类，就必须实现抽象类中被@abstractmethod装饰器装饰的方法 pay()
    def pay(self, money):
        print('使用支付宝支付了%s元' % money)

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

class My_pay(Payment):  # 这里没有定义pay()方法，那么在实例化的时候机会报错
    def fuqian(self,money):
        print('你支付了%s元' % money)

def pay(obj, money):
    obj.pay(money)

# p = Payment()  # 报错 抽象类不能被实例化

a = Alipay()
# a.pay(100)
pay(a,100)  # 使用支付宝支付了100元

we = Wechatpay()
# we.pay(200)
pay(we,200)  # 使用微信支付了200元

my = My_pay()  # 报错：类中没有定义抽象类的pay方法
pay(my,300)

5、如果你的规范中还包括属性，那么你可以使用 @abstractproperty来定义

from abc import ABCMeta, abstractproperty, abstractmethod

class Base(metaclass=ABCMeta):
    @abstractproperty
    def value(self):
        pass

    @abstractmethod
    def pay(self):
        pass

class Zhifubao(Base):
    @property
    def value(self):
        return 'value'

    def pay(self):
        return "pay"

z = Zhifubao()
print(z.value)

6、类似的还有 类方法@abstractclassmethod，静态方法 @abstractstaticmethod

2、python2中的抽象类

2-1、python2和python3都兼容的写法

上面python3的写法只适用于python3，下面这种写法，python2和3都适用

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Payment(object):
    __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

class Alipay(Payment):  # 继承了抽象类，就必须实现抽象类中被@abstractmethod装饰器装饰的方法 pay()
    def pay(self, money):
        print('使用支付宝支付了%s元' % money)

2-2、使用six模块，也适用于python2和3

import six
from abc import ABCMeta, abstractmethod

@six.add_metaclass(ABCMeta)
class Payment(object):
    # __metaclass__ = ABCMeta

    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass

class Alipay(Payment):  # 继承了抽象类，就必须实现抽象类中被@abstractmethod装饰器装饰的方法 pay()
    def pay(self, money):
        print('使用支付宝支付了%s元' % money)

四、新式类

1、新式类和经典类：
继承了object的类就是新式类
在py3中默认都继承了object因此所有的类都是新式类
在py2中既有新式类又有经典类

python3.x:
在python3.x版本中所有的类都是新式类
所有的新式类都有一个默认的父类 ： object

class Person1:pass
class Person2():pass
class Person3(object):pass
# __bases__方法是查看某个类继承的所有父类
print(Person1.__bases__)  # (<class 'object'>,)
print(Person2.__bases__)  # (<class 'object'>,)
print(Person3.__bases__)  # (<class 'object'>,)

python 2.7:
经典类和新式类并存
class Student:pass # 经典类
class Student(object):pass # 新式类

class Person1:pass # 经典类
class Person2():pass #经典类
class Person3(object):pass #新式类

2、多继承的顺序(在新式类和经典类之间的区别)
新式类
　　所有的多继承关系寻找方法的顺序 ：遵循广度优先算法
　　继承object
　　类名.mro() # (返回一个类的寻找顺序(继承顺序)的列表)
　　super : super不是单纯的找父类，而是遵循mro顺序的

经典类
　　python2.x
　　不主动继承object
　　经典类在找父类中方法的过程中遵循：深度优先算法
　　不提供mro方法和super

2-1、新式类中

class A:
    def func(self):
        print('A')

class B(A):
    def func(self):
        super().func()
        print('B')

class C(A):
    def func(self):
        super().func()
        print('C')

class D(B,C):
    def func(self):
        super().func()
        print('D')
print(D.mro())     # [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
D().func()         # A C B D

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

class D(B):
    pass

class E(C):
    pass

class F(D,E):
    pass

print(F.mro())
结果：
# [<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>,
   <class '__main__.A'>, <class 'object'>]