Python基礎(chǔ)之面向?qū)ο筮M(jìn)階詳解

更新時(shí)間：2022年02月13日 11:27:46 作者：sherryhwang

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Python基礎(chǔ)之面向?qū)ο筮M(jìn)階，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助

面向?qū)ο笕筇卣鹘榻B

封裝（隱藏）：隱藏對(duì)象的屬性和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，知對(duì)外提供必要的方法。

繼承：讓子類擁有父類特征，提高了代碼的重用性。從設(shè)計(jì)上是一種增量進(jìn)化，原有父類設(shè)計(jì)不變的情況下，可以增加新的功能，或者改進(jìn) 已有的算法。

多態(tài)：一個(gè)方法調(diào)用由于對(duì)象不同會(huì)產(chǎn)生不同的行為。

繼承

繼承是代碼復(fù)用的一個(gè)非常重要的手段，已有的類，我們稱為“父類或者基類”，新的類，我們稱為“子類或者派生類”。

在這里插入圖片描述

語(yǔ)法格式

Python 支持多重繼承，一個(gè)子類可以繼承多個(gè)父類。繼承的語(yǔ)法格式如下：

class 子類類名(父類 1[，父類 2，…])：
類體

如果在類定義中沒有指定父類，則默認(rèn)父類是 object 類。也就是說(shuō)，object 是所有類的父類，里面定義了一些所有類共有的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，比如：new()。

定義子類時(shí)，必須在其構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)。調(diào)用格式如下：

父類名.init(self, 參數(shù)列表)

# 測(cè)試?yán)^承的基本使用
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #私有屬性
    def print_name(self):
        print(self.name)
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, id):
        Person.__init__(self, name, age)
        self.id = id
stu = Student('sherry',24,'2017')
stu.print_name()
print(Student.mro()) #查看類的繼承層次結(jié)構(gòu)
print(dir(stu))  # 打印所有方法和屬性
print(stu._Person__age) #繼承于父類的私有屬性的訪問(wèn)
輸出：
sherry
[<class '__main__.Student'>, <class '__main__.Person'>, <class 'object'>]
['_Person__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'id', 'name', 'print_name']
24

1.類成員的繼承和重寫成員繼承：子類繼承了父類除構(gòu)造方法之外的所有成員，包括方法，屬性，私有方法，私有屬性，只不過(guò)私有方法和屬性不能直接訪問(wèn)。

2.方法重寫：子類可以重新定義父類中的方法，這樣就會(huì)覆蓋父類的方法，也稱為“重寫”

# 重寫父類方法的測(cè)試
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #私有屬性
    def print_name(self):
        print(self.name)
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, id):
        Person.__init__(self, name, age)
        self.id = id
    def print_name(self):
        '''重寫了父類的方法'''
        print('my name is ', self.name)
stu = Student('sherry',24,'2017')
stu.print_name()
輸出：
my name is  sherry

查看類的繼承層次結(jié)構(gòu)

通過(guò)類的方法 mro()或者類的屬性__mro__可以輸出這個(gè)類的繼承層次結(jié)構(gòu)。

class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #私有屬性
    def print_name(self):
        print(self.name)
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, id):
        Person.__init__(self, name, age)
        self.id = id
    def print_name(self):
        '''重寫了父類的方法'''
        print('my name is ', self.name)
# stu = Student('sherry',24,'2017')
print(Student.mro())
輸出：
[<class '__main__.Student'>, <class '__main__.Person'>, <class 'object'>]

object根類

object 類是所有類的父類，因此所有的類都有 object 類的屬性和方法。

dir()查看對(duì)象屬性

# 測(cè)試?yán)^承的基本使用
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #私有屬性
    def print_name(self):
        print(self.name)
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, id):
        Person.__init__(self, name, age)
        self.id = id
    def print_name(self):
        '''重寫了父類的方法'''
        print('my name is ', self.name)
obj = object()
stu = Student('sherry',24,'2017')
print(dir(obj))
print(dir(stu))
輸出：
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
['_Person__age', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'id', 'name', 'print_name']

str()方法的重寫

object 有一個(gè)__str__()方法，用于返回一個(gè)對(duì)于“對(duì)象的描述”，對(duì)應(yīng)于內(nèi)置函數(shù) str()。經(jīng)常用于 print()方法，幫助我們查看對(duì)象的信息。str()可以重寫。

class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.__age = age #私有屬性
    def print_name(self):
        print(self.name)
    def __str__(self):
        return 'name:{0} age:{1}'.format(self.name, self.__age)
p = Person('sherry', 24)
print(p)
輸出：
name:sherry age:24

多重繼承

Python 支持多重繼承，一個(gè)子類可以有多個(gè)“直接父類”。這樣，就具備了“多個(gè)父類”的特點(diǎn)。但是由于，這樣會(huì)被“類的整體層次”搞的異常復(fù)雜，盡量避免使用。(java不支持多重繼承）

在這里插入圖片描述

class A():
    pass
class B():
    pass
class C(A,B):
    pass
print(C.mro())
輸出：
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]

MRO()

Python 支持多繼承，如果父類中有相同名字的方法，在子類沒有指定父類名時(shí)，解釋器將 “從左向右”按順序搜索。

class A():
    pass
class B():
    pass
class C(A,B):
    pass
print(C.mro())
輸出：
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]

super()獲得父類定義

在子類中，如果想要獲得父類的方法時(shí)，我們可以通過(guò) super()來(lái)做。super()獲得父類的定義（不是獲得父類的對(duì)象）。

# 測(cè)試super()
class A():
    def say(self):
        print('aa')
class B(A):
    def say(self):
        super().say()  #調(diào)用父類方法
        A.say(self)		#調(diào)用父類方法
        print('bb')
b = B()
b.say()
輸出：
aa
aa
bb

多態(tài)

多態(tài)（polymorphism）是指同一個(gè)方法調(diào)用由于對(duì)象不同可能會(huì)產(chǎn)生不同的行為。

關(guān)于多態(tài)要注意以下 2 點(diǎn)：

1.多態(tài)是方法的多態(tài)，屬性沒有多態(tài)。

2.多態(tài)的存在有 2 個(gè)必要條件：繼承、方法重寫。

# 多態(tài)
class Man():
    def eat(self):
        print('eat!')
class Chinese(Man):
    def eat(self):
        print('eat with chopsticks')
class English(Man):
    def eat(self):
        print('eat with fork')
class Indian(Man):
    def eat(self):
        print('eat with hand')
def manEat(m):
    if isinstance(m,Man):
        m.eat()
    else:
        print('can not eat!') 
manEat(Man())
manEat(Chinese())
manEat(English())
manEat(Indian())     
輸出：
eat!
eat with chopsticks
eat with fork
eat with hand

特殊方法和重載運(yùn)算符

python重的運(yùn)算符實(shí)際上是通過(guò)調(diào)用對(duì)象的特殊方法實(shí)現(xiàn)的。

a = 20
b = 30
print(a+b)
print(a.__add__(b))
輸出：
50
50

常見的特殊方法：

在這里插入圖片描述

每個(gè)運(yùn)算符實(shí)際上都對(duì)應(yīng)了相應(yīng)的方法：

在這里插入圖片描述

# 測(cè)試運(yùn)算符重載
class Person():
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def __add__(self, other):
        if isinstance(other, Person):
            return '{0}-{1}'.format(self.name, other.name)
    def __mul__(self, other):
        if isinstance(other, int):
            return self.name * other
p1 = Person('Sherry')
p2 = Person('Lily')
print(p1 + p2)
print(p1*10)
輸出：
Sherry-Lily
SherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherrySherry

特殊屬性

python中包含了很多雙下劃線開始和結(jié)束的屬性，這些是特殊屬性，有特殊用法。這里列出常見的特殊屬性：

在這里插入圖片描述

#測(cè)試特殊屬性
class A():
    def say(self):
        print('aa')
class B():
    def say(self):
        print('bb')
class C(B,A):
    def __init__(self,name):
        super().__init__()
        self.name = name
c = C('sherry') 
print(c.__dict__) #c對(duì)象的屬性列表
print(c.__class__) #c對(duì)象的類
print(C.__bases__) #C類的基類
print(C.__mro__)	#C類的繼承關(guān)系
print(C.__subclasses__)#C類的子類
輸出：
{'name': 'sherry'}
<class '__main__.C'>
(<class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>)
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
<built-in method __subclasses__ of type object at 0x7fefdacc8dd0>

對(duì)象的淺拷貝和深拷貝

變量的賦值操作

只是形成兩個(gè)變量，實(shí)際還是指向同一個(gè)對(duì)象。

淺拷貝Python

拷貝一般都是淺拷貝?？截悤r(shí)，對(duì)象包含的子對(duì)象內(nèi)容不拷貝。因此，源對(duì)象和拷貝對(duì)象會(huì)引用同一個(gè)子對(duì)象。

·深拷貝使用

使用copy 模塊的 deepcopy 函數(shù)，遞歸拷貝對(duì)象中包含的子對(duì)象。源對(duì)象和拷貝對(duì)象所有的子對(duì)象也不同。

# 測(cè)試淺拷貝和深拷貝
import copy
class MobilePhone():
    def __init__(self, cpu, screen):
        self.cpu = cpu
        self.screen = screen
class CPU():
    def caculate(self):
        print('cpu:\t', self)
class Screen():
    def show(self):
        print('screen:\t',self)
m1 = MobilePhone(CPU(), Screen())
print('測(cè)試賦值----')
m0 = m1
print('m1:\t',m1)
m1.cpu.caculate()
m1.screen.show()
print('m0:\t',m0)
m0.cpu.caculate()
m0.screen.show()
print('測(cè)試淺復(fù)制----')
m2 = copy.copy(m1)
print('m1:\t',m1)
m1.cpu.caculate()
m1.screen.show()
print('m2:\t',m2)
m2.cpu.caculate()
m2.screen.show()
print('測(cè)試深復(fù)制----')
m3 = copy.deepcopy(m1)
print('m1:\t',m1)
m1.cpu.caculate()
m1.screen.show()
print('m3:\t',m3)
m3.cpu.caculate()
m3.screen.show()
輸出：
測(cè)試賦值----
m1:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>
m0:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>
測(cè)試淺復(fù)制----
m1:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>
m2:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6a9940>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>
測(cè)試深復(fù)制----
m1:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed190>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ed130>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6ed100>
m3:      <__main__.MobilePhone object at 0x7f8b0d6ed280>
cpu:     <__main__.CPU object at 0x7f8b0d6ede20>
screen:  <__main__.Screen object at 0x7f8b0d6edd30>

組合

“is-a”關(guān)系，我們可以使用“繼承”。從而實(shí)現(xiàn)子類擁有的父類的方法和屬性。“is-a” 關(guān)系指的是類似這樣的關(guān)系：狗是動(dòng)物，dog is animal。狗類就應(yīng)該繼承動(dòng)物類。

“has-a”關(guān)系，我們可以使用“組合”，也能實(shí)現(xiàn)一個(gè)類擁有另一個(gè)類的方法和屬性。” has-a”關(guān)系指的是這樣的關(guān)系：手機(jī)擁有 CPU。 MobilePhone has a CPU。

設(shè)計(jì)模式_工廠模式實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)模式是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言特有的內(nèi)容，是我們?cè)诿媾R某一類問(wèn)題時(shí)候固定的做法，設(shè)計(jì) 模式有很多種，比較流行的是：GOF（Goup Of Four）23 種設(shè)計(jì)模式。當(dāng)然，我們沒有必要全部學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)幾個(gè)常用的即可。

對(duì)于初學(xué)者，我們學(xué)習(xí)兩個(gè)最常用的模式：工廠模式和單例模式。

工廠模式實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建者和調(diào)用者的分離，使用專門的工廠類將選擇實(shí)現(xiàn)類、創(chuàng)建對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。

#測(cè)試工廠模式
class CarFactory():
    def creatCar(self, brand):
        if brand == '奔馳':
            return Benz()
        elif brand == '寶馬':
            return BMW()
        elif brand == '比亞迪':
            return BYD()
        else:
            print('can not create!')
class Benz():
    pass
class BMW():
    pass
class BYD():
    pass
factory = CarFactory()
c1 = factory.creatCar('奔馳')
c2 = factory.creatCar('寶馬')
c3 = factory.creatCar('比亞迪')

設(shè)計(jì)模式_單例模式實(shí)現(xiàn)

單例模式（Singleton Pattern）的核心作用是確保一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，并且提供一個(gè)訪問(wèn)該實(shí)例的全局訪問(wèn)點(diǎn)。

單例模式只生成一個(gè)實(shí)例對(duì)象，減少了對(duì)系統(tǒng)資源的開銷。當(dāng)一個(gè)對(duì)象的產(chǎn)生需要比較多的資源，如讀取配置文件、產(chǎn)生其他依賴對(duì)象時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)“單例對(duì)象”，然后永久駐留內(nèi)存中，從而極大的降低開銷。

# 測(cè)試單例模式
class MySingleton():
    __obj = None
    __init_flag = True
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__obj == None:
            cls.__obj = object.__new__(cls)  # __obj對(duì)象只創(chuàng)建一次  obj對(duì)象就是Mysingleton對(duì)象
        return cls.__obj
    def __init__(self, name):
        if self.__init_flag == True:
            print('init....')
            self.name = name
            self.__init_flag = False
a = MySingleton('aa')
b = MySingleton('bb')
c = MySingleton('cc')
print(a)
print(a.name)
print(b)
print(b.name)
print(c)
print(c.name)
輸出：
init....
<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>
aa
<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>
aa
<__main__.MySingleton object at 0x7fce0f6e8130>
aa

工廠模式和單例模式的整合使用

# 測(cè)試工廠模式和單例模式的混合使用
class CarFactory():
    __obj = None
    __init_flag = True
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__obj == None:
            cls.__obj = object.__new__(cls)
        return cls.__obj
    def __init__(self):
        if self.__init_flag:
            print('init factory')
            self.__init_flag = False
    
    def creatCar(self, brand):
        if brand == '奔馳':
            return Benz()
        elif brand == '寶馬':
            return BMW()
        elif brand == '比亞迪':
            return BYD()
        else:
            print('can not create!')
class Benz():
    pass
class BMW():
    pass
class BYD():
    pass
factory = CarFactory()
c1 = factory.creatCar('奔馳')
c2 = factory.creatCar('寶馬')
c3 = factory.creatCar('比亞迪')
factory2 = CarFactory()
print(factory)
print(factory2)
輸出：
init factory
<__main__.CarFactory object at 0x7fd286eecc10>
<__main__.CarFactory object at 0x7fd286eecc10>

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!

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目錄

面向?qū)ο笕筇卣鹘榻B

繼承

語(yǔ)法格式

查看類的繼承層次結(jié)構(gòu)

object根類

dir()查看對(duì)象屬性

str()方法的重寫

多重繼承

MRO()

super()獲得父類定義

多態(tài)

特殊方法和重載運(yùn)算符

特殊屬性

對(duì)象的淺拷貝和深拷貝

組合

設(shè)計(jì)模式_工廠模式實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)模式_單例模式實(shí)現(xiàn)

工廠模式和單例模式的整合使用

總結(jié)

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