python面向对象【进阶篇】

静态方法

通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法，什么是静态方法呢？其实不难理解，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 Dog(object):

    def __init__(self,name):

        self.name = name

    @staticmethod #把eat方法变为静态方法

    def eat(self):

        print("%s is eating" % self.name)

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat()

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

说明：上面的调用会出以下错误，说是eat需要一个self参数，但调用时却没有传递，没错，当eat变成静态方法后，再通过实例调用时就不会自动把实例本身当作一个参数传给self了。

想让上面的代码可以正常工作有两种办法

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

class Dog(object):

    def __init__(self,name):

        self.name = name

    @staticmethod

    def eat():

        print(" is eating")

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat()

类方法　　

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 Dog(object):

    def __init__(self,name):

        self.name = name

    @classmethod

    def eat(self):

        print("%s is eating" % self.name)

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat()

#输出
AttributeError: type object 'Dog' has no attribute 'name'

说明：执行报错如下，说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 Dog(object):

    name = "我是类变量"

    def __init__(self,name):

        self.name = name

    @classmethod

    def eat(self):

        print("%s is eating" % self.name)

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat()

#执行结果

我是类变量 is eating

属性方法　

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

class Dog(object):

    def __init__(self,name):

        self.name = name

    @property

    def eat(self):

        print(" %s is eating" %self.name)

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat()

# 输出
TypeError: 'NoneType' object is not callable

说明：调用会出以下错误，说NoneType is not callable, 因为eat此时已经变成一个静态属性了，不是方法了，想调用已经不需要加()号了，直接d.eat就可以了　　

正常调用如下

d = Dog("ChenRonghua")

d.eat

输出

 ChenRonghua is eating

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，明白了么？

 class Flight(object):

     def __init__(self,name):

         self.flight_name = name

     def checking_status(self):

         print("checking flight %s status " % self.flight_name)

         return  1

     @property

     def flight_status(self):

         status = self.checking_status()

         if status == 0 :

             print("flight got canceled...")

         elif status == 1 :

             print("flight is arrived...")

         elif status == 2:

             print("flight has departured already...")

         else:

             print("cannot confirm the flight status...,please check later")

 f = Flight("CA980")

 f.flight_status

cool , 那现在我只能查询航班状态，既然这个flight_status已经是个属性了，那我能否给它赋值呢？试试吧

f = Flight("CA980")

f.flight_status

f.flight_status =  2

# 输出

    f.flight_status =  2

AttributeError: can't set attribute

通过@proerty.setter装饰器再装饰一下，此时你需要写一个新方法，对这个flight_status进行更改。　　

 class Flight(object):

     def __init__(self,name):

         self.flight_name = name

     def checking_status(self):

         print("checking flight %s status " % self.flight_name)

         return  1

     @property

     def flight_status(self):

         status = self.checking_status()

         if status == 0 :

             print("flight got canceled...")

         elif status == 1 :

             print("flight is arrived...")

         elif status == 2:

             print("flight has departured already...")

         else:

             print("cannot confirm the flight status...,please check later")

     @flight_status.setter #修改

     def flight_status(self,status):

         status_dic = {

             0 : "canceled",

             1 :"arrived",

             2 : "departured"

         }

         print("\033[31;1mHas changed the flight status to \033[0m",status_dic.get(status) )

     @flight_status.deleter  #删除

     def flight_status(self):

         print("status got removed...")

 f = Flight("CA980")

 f.flight_status

 f.flight_status =  2 #触发@flight_status.setter

 del f.flight_status #触发@flight_status.deleter

注意以上代码里还写了一个@flight_status.deleter, 是允许可以将这个属性删除

类的成员

类的成员可以分为三大类：字段、方法和属性

注：所有成员中，只有普通字段的内容保存对象中，即：根据此类创建了多少对象，在内存中就有多少个普通字段。而其他的成员，则都是保存在类中，即：无论对象的多少，在内存中只创建一份。

一、字段

字段包括：普通字段和静态字段，他们在定义和使用中有所区别，而最本质的区别是内存中保存的位置不同，

普通字段属于对象
静态字段属于类

class Province:

    # 静态字段

    country ＝ '中国'

    def __init__(self, name):

        # 普通字段

        self.name = name

# 直接访问普通字段

obj = Province('河北省')

print obj.name

# 直接访问静态字段

Province.country

由上述代码可以看出【普通字段需要通过对象来访问】【静态字段通过类访问】，在使用上可以看出普通字段和静态字段的归属是不同的。其在内容的存储方式类似如下图：

由上图可是：

静态字段在内存中只保存一份
普通字段在每个对象中都要保存一份

应用场景：通过类创建对象时，如果每个对象都具有相同的字段，那么就使用静态字段

二、方法

方法包括：普通方法、静态方法和类方法，三种方法在内存中都归属于类，区别在于调用方式不同。

普通方法：由对象调用；至少一个self参数；执行普通方法时，自动将调用该方法的对象赋值给self；
类方法：由类调用；至少一个cls参数；执行类方法时，自动将调用该方法的类复制给cls；
静态方法：由类调用；无默认参数；

class Foo:

    def __init__(self, name):

        self.name = name

    def ord_func(self):

        """ 定义普通方法，至少有一个self参数 """

        # print self.name

        print '普通方法'

    @classmethod

    def class_func(cls):

        """ 定义类方法，至少有一个cls参数 """

        print '类方法'

    @staticmethod

    def static_func():

        """ 定义静态方法 ，无默认参数"""

        print '静态方法'

# 调用普通方法

f = Foo()

f.ord_func()

# 调用类方法

Foo.class_func()

# 调用静态方法

Foo.static_func()

相同点：对于所有的方法而言，均属于类（非对象）中，所以，在内存中也只保存一份。

不同点：方法调用者不同、调用方法时自动传入的参数不同。

三、属性　　

如果你已经了解Python类中的方法，那么属性就非常简单了，因为Python中的属性其实是普通方法的变种。

对于属性，有以下三个知识点：

属性的基本使用
属性的两种定义方式

1、属性的基本使用

 # ############### 定义 ###############

 class Foo:

     def func(self):

         pass

     # 定义属性

     @property

     def prop(self):

         pass

 # ############### 调用 ###############

 foo_obj = Foo()

 foo_obj.func()

 foo_obj.prop   #调用属性

属性的定义和使用

由属性的定义和调用要注意一下几点：

定义时，在普通方法的基础上添加 @property 装饰器；
定义时，属性仅有一个self参数
调用时，无需括号
方法：foo_obj.func()
属性：foo_obj.prop

注意：属性存在意义是：访问属性时可以制造出和访问字段完全相同的假象

属性由方法变种而来，如果Python中没有属性，方法完全可以代替其功能。

实例：对于主机列表页面，每次请求不可能把数据库中的所有内容都显示到页面上，而是通过分页的功能局部显示，所以在向数据库中请求数据时就要显示的指定获取从第m条到第n条的所有数据（即：limit m,n），这个分页的功能包括：

根据用户请求的当前页和总数据条数计算出 m 和 n
根据m 和 n 去数据库中请求数据

# ############### 定义 ###############

class Pager:

    def __init__(self, current_page):

        # 用户当前请求的页码（第一页、第二页...）

        self.current_page = current_page

        # 每页默认显示10条数据

        self.per_items = 10 

    @property

    def start(self):

        val = (self.current_page - 1) * self.per_items

        return val

    @property

    def end(self):

        val = self.current_page * self.per_items

        return val

# ############### 调用 ###############

p = Pager(1)

p.start 就是起始值，即：m

p.end   就是结束值，即：n

从上述可见，Python的属性的功能是：属性内部进行一系列的逻辑计算，最终将计算结果返回。

2、属性的两种定义方式

属性的定义有两种方式：

装饰器即：在方法上应用装饰器
静态字段即：在类中定义值为property对象的静态字段

装饰器方式：在类的普通方法上应用@property装饰器

我们知道Python中的类有经典类和新式类，新式类的属性比经典类的属性丰富。（如果类继object，那么该类是新式类）
经典类，具有一种@property装饰器（如上一步实例）--> 深度优先

# ############### 定义 ###############

class Goods:

    @property

    def price(self):

        return "wupeiqi"

# ############### 调用 ###############

obj = Goods()

result = obj.price  # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值

新式类，具有三种@property装饰器　　--> 广度优先

# ############### 定义 ###############

class Goods(object):

    @property

    def price(self):

        print '@property'

    @price.setter

    def price(self, value):

        print '@price.setter'

    @price.deleter

    def price(self):

        print '@price.deleter'

# ############### 调用 ###############

obj = Goods()

obj.price          # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值

obj.price = 123    # 自动执行 @price.setter 修饰的 price 方法，并将  123 赋值给方法的参数

del obj.price      # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

注：经典类中的属性只有一种访问方式，其对应被 @property 修饰的方法
新式类中的属性有三种访问方式，并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

　　新式类两种定义方式：1) class BB(object);　2)在类的前面写上这么一句：__metaclass__ == type，然后定义类的时候，就不需要在名字后面写(object)了。　

class BB(object):

    pass

 __metaclass__ = type

 class CC:

     pass

第二种定义方式

由于新式类中具有三种访问方式，我们可以根据他们几个属性的访问特点，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

class Goods(object):

    def __init__(self):

        # 原价

        self.original_price = 100

        # 折扣

        self.discount = 0.8

    @property

    def price(self):

        # 实际价格 = 原价 * 折扣

        new_price = self.original_price * self.discount

        return new_price

    @price.setter

    def price(self, value):

        self.original_price = value

    @price.deltter

    def price(self, value):

        del self.original_price

obj = Goods()

obj.price         # 获取商品价格

obj.price = 200   # 修改商品原价

del obj.price     # 删除商品原价

实例

所以，定义属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【静态字段】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。

类成员的修饰符

类的所有成员在上一步骤中已经做了详细的介绍，对于每一个类的成员而言都有两种形式：

公有成员，在任何地方都能访问
私有成员，只有在类的内部才能方法

私有成员和公有成员的定义不同：私有成员命名时，前两个字符是下划线。（特殊成员除外，例如：__init__、__call__、__dict__等）

class C:

    def __init__(self):

        self.name = '公有字段'

        self.__foo = "私有字段"

私有成员和公有成员的访问限制不同：

静态字段

公有静态字段：类可以访问；类内部可以访问；派生类中可以访问
私有静态字段：仅类内部可以访问；

class C:

    name = "公有静态字段"

    def func(self):

        print C.name

class D(C):

    def show(self):

        print C.name

C.name         # 类访问

obj = C()

obj.func()     # 类内部可以访问

obj_son = D()

obj_son.show() # 派生类中可以访问

公有静态字段

 class C:

     __name = "公有静态字段"

     def func(self):

         print C.__name

 class D(C):

     def show(self):

         print C.__name

 C.__name       # 类访问            ==> 错误

 obj = C()

 obj.func()     # 类内部可以访问     ==> 正确

 obj_son = D()

 obj_son.show() # 派生类中可以访问   ==> 错误

私有静态字段

普通字段

公有普通字段：对象可以访问；类内部可以访问；派生类中可以访问
私有普通字段：仅类内部可以访问；

ps：如果想要强制访问私有字段，可以通过【对象._类名__私有字段明】访问（如：obj._C__foo），不建议强制访问私有成员。

 class C:

     def __init__(self):

         self.foo = "公有字段"

     def func(self):

         print self.foo 　#　类内部访问

 class D(C):

     def show(self):

         print self.foo　＃　派生类中访问

 obj = C()

 obj.foo     # 通过对象访问

 obj.func()  # 类内部访问

 obj_son = D();

 obj_son.show()  # 派生类中访问

公有普通字段

 class C:

     def __init__(self):

         self.__foo = "私有字段"

     def func(self):

         print self.foo 　#　类内部访问

 class D(C):

     def show(self):

         print self.foo　＃　派生类中访问

 obj = C()

 obj.__foo     # 通过对象访问    ==> 错误

 obj.func()  # 类内部访问        ==> 正确

 obj_son = D();

 obj_son.show()  # 派生类中访问  ==> 错误

私有普通字段

方法、属性的访问于上述方式相似，即：私有成员只能在类内部使用

ps：非要访问私有属性的话，可以通过对象._类__属性名

类的特殊成员

上文介绍了Python的类成员以及成员修饰符，从而了解到类中有字段、方法和属性三大类成员，并且成员名前如果有两个下划线，则表示该成员是私有成员，私有成员只能由类内部调用。无论人或事物往往都有不按套路出牌的情况，Python的类成员也是如此，存在着一些具有特殊含义的成员，详情如下：

1. __doc__

　　表示类的描述信息

class Foo:

    """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """

    def func(self):

        pass

print Foo.__doc__

#输出：类的描述信息

2. __module__ 和 __class__

　　__module__ 表示当前操作的对象在那个模块

　　__class__ 表示当前操作的对象的类是什么

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

class C:

    def __init__(self):

        self.name = 'wupeiqi'

lib/aa.py

from lib.aa import C

obj = C()

print obj.__module__  # 输出 lib.aa，即：输出模块

print obj.__class__      # 输出 lib.aa.C，即：输出类

index.py

3. __init__

　　构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

class Foo:

    def __init__(self, name):

        self.name = name

        self.age = 18

obj = Foo('wupeiqi') # 自动执行类中的 __init__ 方法

4. __del__

　　析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法一般无须定义，因为Python是一门高级语言，程序员在使用时无需关心内存的分配和释放，因为此工作都是交给Python解释器来执行，所以，析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的。

class Foo:

    def __del__(self):

        pass

5. __call__

　　对象后面加括号，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()()

class Foo:

    def __init__(self):

        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        print '__call__'

obj = Foo() # 执行 __init__

obj()       # 执行 __call__

6. __dict__

　　类或对象中的所有成员

上文中我们知道：类的普通字段属于对象；类中的静态字段和方法等属于类，即：

class Province:

    country = 'China'

    def __init__(self, name, count):

        self.name = name

        self.count = count

    def func(self, *args, **kwargs):

        print 'func'

# 获取类的成员，即：静态字段、方法、

print Province.__dict__

# 输出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}

obj1 = Province('HeBei',10000)

print obj1.__dict__

# 获取 对象obj1 的成员

# 输出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}

obj2 = Province('HeNan', 3888)

print obj2.__dict__

# 获取 对象obj1 的成员

# 输出：{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}

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。

class Foo:

    def __str__(self):

        return 'wupeiqi'

obj = Foo()

print obj

# 输出：wupeiqi

8、__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

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __getitem__(self, key):

        print '__getitem__',key

    def __setitem__(self, key, value):

        print '__setitem__',key,value

    def __delitem__(self, key):

        print '__delitem__',key

obj = Foo()

result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__

obj['k2'] = 'wupeiqi'   # 自动触发执行 __setitem__

del obj['k1']           # 自动触发执行 __delitem__

9、__getslice__、__setslice__、__delslice__

该三个方法用于分片操作，如：列表

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __getslice__(self, i, j):

        print '__getslice__',i,j

    def __setslice__(self, i, j, sequence):

        print '__setslice__',i,j

    def __delslice__(self, i, j):

        print '__delslice__',i,j

obj = Foo()

obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__

obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__

del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

10. __iter__

用于迭代器，之所以列表、字典、元组可以进行for循环，是因为类型内部定义了 __iter__

class Foo(object):

    pass

obj = Foo()

for i in obj:

    print i

# 报错：TypeError: 'Foo' object is not iterable

第一步

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __iter__(self):

        pass

obj = Foo()

for i in obj:

    print i

# 报错：TypeError: iter() returned non-iterator of type 'NoneType'

第二步

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __init__(self, sq):

        self.sq = sq

    def __iter__(self):

        return iter(self.sq)

obj = Foo([11,22,33,44])

for i in obj:

    print i

第三步

以上步骤可以看出，for循环迭代的其实是 iter([11,22,33,44]) ，所以执行流程可以变更为：

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

obj = iter([11,22,33,44])

for i in obj:

    print i

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

obj = iter([11,22,33,44])

while True:

    val = obj.next()

    print val

For循环语法内部

11. __new__ 和 __metaclass__

创建类就可以有两种方式：

a). 普通方式

class Foo(object):

    def func(self):

        print 'hello wupeiqi'

b).特殊方式（type类的构造函数）

def func(self):

    print 'hello wupeiqi'

Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})

#type第一个参数：类名

#type第二个参数：当前类的基类

#type第三个参数：类的成员

＝＝》类是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的创建类？类又是如何创建对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由谁来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看类创建的过程。

class MyType(type):

    def __init__(self, what, bases=None, dict=None):

        super(MyType, self).__init__(what, bases, dict)

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        obj = self.__new__(self, *args, **kwargs)

        self.__init__(obj)

class Foo(object):

    __metaclass__ = MyType

    def __init__(self, name):

        self.name = name

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        return object.__new__(cls, *args, **kwargs)

# 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()

巴特西