python面向对象的三大特性:继承,封装,多态。
1. 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.
2. 继承: ⼦类可以⾃动拥有⽗类中除了私有属性外的其他所有内容. 说⽩了, ⼉⼦可以随便⽤爹的东⻄. 但是朋友们, ⼀定要认清楚⼀个事情. 必须先有爹, 后有⼉⼦. 顺序不能乱, 在python中实现继承非常简单. 在声明类的时候, 在类名后⾯添加⼀个⼩括号,就可以完成继承关系. 那么什么情况可以使⽤继承呢? 单纯的从代码层⾯上来看. 两个类具有相同的功能或者特征的时候. 可以采⽤继承的形式. 提取⼀个⽗类, 这个⽗类中编写着两个类相同的部分. 然后两个类分别取继承这个类就可以了. 这样写的好处是我们可以避免写很多重复的功能和代码. 如果从语义中去分析的话. 会简单很多. 如果语境中出现了x是⼀种y. 这时, y是⼀种泛化的概念. x比y更加具体. 那这时x就是y的⼦类. 比如. 猫是⼀种动物. 猫继承动物. 动物能动. 猫也能动. 这时猫在创建的时候就有了动物的"动"这个属性. 再比如, ⽩骨精是⼀个妖怪. 妖怪天⽣就有⼀个比较不好的功能叫"吃⼈", ⽩骨精⼀出⽣就知道如何"吃⼈". 此时 ⽩骨精继承妖精.
3. 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。
一 封装
封装,顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容。
所以,在使用面向对象的封装特性时,需要:
- 将内容封装到某处
- 从某处调用被封装的内容
第一步:将内容封装到某处
self 是一个形式参数,当执行 obj1 = Foo('wupeiqi', 18 ) 时,self 等于 obj1
当执行 obj2 = Foo('alex', 78 ) 时,self 等于 obj2
所以,内容其实被封装到了对象 obj1 和 obj2 中,每个对象中都有 name 和 age 属性,在内存里类似于下图来保存。
第二步:从某处调用被封装的内容
调用被封装的内容时,有两种情况:
- 通过对象直接调用
- 通过self间接调用
1、通过对象直接调用被封装的内容
上图展示了对象 obj1 和 obj2 在内存中保存的方式,根据保存格式可以如此调用被封装的内容:对象.属性
class Foo:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = ageobj1 = Foo('wupeiqi', 18) print obj1.name # 直接调用obj1对象的name属性 print obj1.age # 直接调用obj1对象的age属性 obj2 = Foo('alex', 73) print obj2.name # 直接调用obj2对象的name属性 print obj2.age # 直接调用obj2对象的age属性
2、通过self间接调用被封装的内容
执行类中的方法时,需要通过self间接调用被封装的内容
class Foo:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef detail(self):print self.nameprint self.ageobj1 = Foo('wupeiqi', 18) obj1.detail() # Python默认会将obj1传给self参数,即:obj1.detail(obj1),所以,此时方法内部的 self = obj1,即:self.name 是 wupeiqi ;self.age 是 18 obj2 = Foo('alex', 73) obj2.detail() # Python默认会将obj2传给self参数,即:obj1.detail(obj2),所以,此时方法内部的 self = obj2,即:self.name 是 alex ; self.age 是 78
综上所述,对于面向对象的封装来说,其实就是使用构造方法将内容封装到 对象 中,然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容。
二 多态
多态,同一个对象,多种形态。python默认支持多态。
# 在java或者c#定义变量或者给函数传值必须定义数据类型,否则就报错。def func(int a):print('a必须是数字')# 而类似于python这种弱定义类语言,a可以是任意形态(str,int,object等等)。 def func(a):print('a是什么都可以')# 再比如: class F1:passclass S1(F1):def show(self):print 'S1.show'class S2(F1):def show(self):print 'S2.show'# 由于在Java或C#中定义函数参数时,必须指定参数的类型 # 为了让Func函数既可以执行S1对象的show方法,又可以执行S2对象的show方法,所以,定义了一个S1和S2类的父类 # 而实际传入的参数是:S1对象和S2对象def Func(F1 obj): """Func函数需要接收一个F1类型或者F1子类的类型"""print obj.show()s1_obj = S1() Func(s1_obj) # 在Func函数中传入S1类的对象 s1_obj,执行 S1 的show方法,结果:S1.show s2_obj = S2() Func(s2_obj) # 在Func函数中传入Ss类的对象 ss_obj,执行 Ss 的show方法,结果:S2.show Python伪代码实现Java或C # 的多态
python中有一句谚语说的好,你看起来像鸭子,那么你就是鸭子。 对于代码上的解释其实很简答: 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。
三 类的约束
⾸先, 你要清楚. 约束是对类的约束.
用一个例子说话:
公司让小明给他们的网站完善一个支付功能,小明写了两个类,如下:
class QQpay:def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay:def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)a = Alipay() a.pay(100)b = QQpay() b.pay(200)
但是上面这样写不太放方便,也不合理,老大说让他整改,统一一下付款的方式,小明开始加班整理:
class QQpay:def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay:def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)def pay(obj,money): # 这个函数就是统一支付规则,这个叫做: 归一化设计。 obj.pay(money)a = Alipay() b = QQpay()pay(a,100) pay(b,200)
写了半年的接口,小明终于接了大项目了,结果公司没品位,招了一个野生的程序员春哥接替小明的工作,老大给春哥安排了任务,让他写一个微信支付的功能:
class QQpay:def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay:def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)class Wechatpay: # 野生程序员一般不会看别人怎么写,自己才是最好,结果......def fuqian(self,money):print('使用微信支付%s元' % money)def pay(obj,money):obj.pay(money)a = Alipay() b = QQpay()pay(a,100) pay(b,200)c = Wechatpay() c.fuqian(300)
结果春哥,受惩罚了,限期整改,那么春哥,发奋图强,看了太白教你学python的相关资料,重新梳理的代码:
class Payment: """ 此类什么都不做,就是制定一个标准,谁继承我,必须定义我里面的方法。"""def pay(self,money):passclass QQpay(Payment):def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay(Payment):def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)class Wechatpay(Payment):def fuqian(self,money):print('使用微信支付%s元' % money)def pay(obj,money):obj.pay(money)a = Alipay() b = QQpay()pay(a,100) pay(b,200)c = Wechatpay() c.fuqian(300)
但是,这样还会有问题,如果再来野生程序员,他不看其他的支付方式,也不知道为什么继承的类中要定义一个没有意义的方法,所以他会是会我行我素:
class Payment: """ 此类什么都不做,就是制定一个标准,谁继承我,必须定义我里面的方法。"""def pay(self,money):passclass QQpay(Payment):def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay(Payment):def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)class Wechatpay(Payment):def fuqian(self,money):print('使用微信支付%s元' % money)def pay(obj,money):obj.pay(money)a = Alipay() b = QQpay()pay(a,100) pay(b,200)c = Wechatpay() c.fuqian(300)
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.
先用第一种方式解决:
class Payment:"""此类什么都不做,就是制定一个标准,谁继承我,必须定义我里面的方法。"""def pay(self,money):raise Exception("你没有实现pay方法")class QQpay(Payment):def pay(self,money):print('使用qq支付%s元' % money)class Alipay(Payment):def pay(self,money):print('使用阿里支付%s元' % money)class Wechatpay(Payment):def fuqian(self,money):print('使用微信支付%s元' % money)def pay(obj,money):obj.pay(money)a = Alipay() b = QQpay() c = Wechatpay() pay(a,100) pay(b,200) pay(c,300)
第二种方式:引入抽象类的概念处理。
from abc import ABCMeta,abstractmethod class Payment(metaclass=ABCMeta): # 抽象类 接口类 规范和约束 metaclass指定的是一个元类 @abstractmethoddef pay(self):pass # 抽象方法class Alipay(Payment):def pay(self,money):print('使用支付宝支付了%s元'%money)class QQpay(Payment):def pay(self,money):print('使用qq支付了%s元'%money)class Wechatpay(Payment):# def pay(self,money):# print('使用微信支付了%s元'%money)def recharge(self):passdef pay(a,money):a.pay(money)a = Alipay() a.pay(100) pay(a,100) # 归一化设计:不管是哪一个类的对象,都调用同一个函数去完成相似的功能 q = QQpay() q.pay(100) pay(q,100) w = Wechatpay() pay(w,100) # 到用的时候才会报错# 抽象类和接口类做的事情 :建立规范 # 制定一个类的metaclass是ABCMeta, # 那么这个类就变成了一个抽象类(接口类) # 这个类的主要功能就是建立一个规范
总结: 约束. 其实就是⽗类对⼦类进⾏约束. ⼦类必须要写xxx⽅法. 在python中约束的⽅式和⽅法有两种:
1. 使⽤抽象类和抽象⽅法, 由于该⽅案来源是java和c#. 所以使⽤频率还是很少的
2. 使⽤⼈为抛出异常的⽅案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专业, ⽽且错误比较明确.(推荐)
四. super()深入了解
super是严格按照类的继承顺序执行!!!
class A:def f1(self):print('in A f1')def f2(self):print('in A f2')class Foo(A):def f1(self):super().f2()print('in A Foo')obj = Foo() obj.f1()
class A:def f1(self):print('in A')class Foo(A):def f1(self):super().f1()print('in Foo')class Bar(A):def f1(self):print('in Bar')class Info(Foo,Bar):def f1(self):super().f1()print('in Info f1')obj = Info() obj.f1()''' in Bar in Foo in Info f1 ''' print(Info.mro()) # [<class '__main__.Info'>, <class '__main__.Foo'>, <class '__main__.Bar'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
class A:def f1(self):print('in A')class Foo(A):def f1(self):super().f1()print('in Foo')class Bar(A):def f1(self):print('in Bar')class Info(Foo,Bar):def f1(self):super(Foo,self).f1()print('in Info f1')obj = Info() obj.f1()
抽象类
什么是抽象类
与java一样,python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现,抽象类是一个特殊的类,它的特殊之处在于只能被继承,不能被实例化
为什么要有抽象类
如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的,那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的,内容包括数据属性和函数属性。
比如我们有香蕉的类,有苹果的类,有桃子的类,从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类,你吃水果时,要么是吃一个具体的香蕉,要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。
从设计角度去看,如果类是从现实对象抽象而来的,那么抽象类就是基于类抽象而来的。
从实现角度来看,抽象类与普通类的不同之处在于:抽象类中有抽象方法,该类不能被实例化,只能被继承,且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似,但其实是不同的,即将揭晓答案
在python中实现抽象类
#一切皆文件 import abc #利用abc模块实现抽象类class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):all_type='file'@abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能def read(self):'子类必须定义读功能'pass@abc.abstractmethod #定义抽象方法,无需实现功能def write(self):'子类必须定义写功能'pass# class Txt(All_file): # pass # # t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法class Txt(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法def read(self):print('文本数据的读取方法')def write(self):print('文本数据的读取方法')class Sata(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法def read(self):print('硬盘数据的读取方法')def write(self):print('硬盘数据的读取方法')class Process(All_file): #子类继承抽象类,但是必须定义read和write方法def read(self):print('进程数据的读取方法')def write(self):print('进程数据的读取方法')wenbenwenjian=Txt()yingpanwenjian=Sata()jinchengwenjian=Process()#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想 wenbenwenjian.read() yingpanwenjian.write() jinchengwenjian.read()print(wenbenwenjian.all_type) print(yingpanwenjian.all_type) print(jinchengwenjian.all_type)
抽象类与接口类
抽象类的本质还是类,指的是一组类的相似性,包括数据属性(如all_type)和函数属性(如read、write),而接口只强调函数属性的相似性。
抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念,同时具备类和接口的部分特性,可以用来实现归一化设计
在python中,并没有接口类这种东西,即便不通过专门的模块定义接口,我们也应该有一些基本的概念。
1.多继承问题
在继承抽象类的过程中,我们应该尽量避免多继承;
而在继承接口的时候,我们反而鼓励你来多继承接口
接口隔离原则: 使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口。即客户端不应该依赖那些不需要的接口。
2.方法的实现
在抽象类中,我们可以对一些抽象方法做出基础实现;
而在接口类中,任何方法都只是一种规范,具体的功能需要子类实现
抽象类与接口类
1.多继承问题 在继承抽象类的过程中,我们应该尽量避免多继承; 而在继承接口的时候,我们反而鼓励你来多继承接口2.方法的实现 在抽象类中,我们可以对一些抽象方法做出基础实现; 而在接口类中,任何方法都只是一种规范,具体的功能需要子类实现