上一篇《面向對象基礎》文章介紹了面向對象基本知識：
- 面向對象是一種編程方式，此編程方式的實現是基於對 類 和 對象 的使用
- 類 是一個模板，模板中包裝了多個“函數”供使用（可以講多函數中公用的變量封裝到對象中）
- 對象，根據模板創建的實例（即：對象），實例用於調用被包裝在類中的函數
- 面向對象三大特性：封裝、繼承和多態
本篇將詳細介紹Python 類的成員、成員修飾符、類的特殊成員。
一、類的成員
類的成員可以分為三大類：屬性、方法和包裝
(很重要的一句話，實例可以訪問實例屬性和方法包括類中的所有屬性和方法，但是類不可以訪問實例中的屬性和方法，實例中的屬性和方法需要實例化后才能調用和訪問，但類依然不可以訪問和調用方法)
注：所有成員中，只有實例屬性的內容保存對象中，即：根據此類創建了多少對象，在內存中就有多少個實例屬性。而其他的成員，則都是保存在類中，即：無論對象的多少，在內存中只創建一份。
一、屬性
屬性包括：實例屬性和類屬性，他們在定義和使用中有所區別，而最本質的區別是內存中保存的位置不同
- 實例屬性屬於對象
- 類屬性屬於類
屬性的定義和使用
class Province:
# 類屬性
country ＝ '中國'
def __init__(self, name):
# 實例屬性
self.name = name
# 實例屬性需要類實例化,然后通過對象訪問
obj = Province('河北省')
print obj.name
# 直接訪問類屬性,訪問類屬性則不需要實例化
Province.country
由上述代碼可以看出【實例屬性需要通過對象來訪問】【類屬性通過類訪問】，在使用上可以看出實例屬性和類屬性的歸屬是不同的。其在內容的存儲方式類似如下圖：
由上圖可是：
- 類屬性在內存中只保存一份
- 實例屬性在每個對象中都要保存一份
應用場景： 通過類創建對象時，如果每個對象都具有相同的屬性，那么就使用類屬性
二、方法
方法包括：普通方法、靜態方法和類方法，三種方法在內存中都歸屬於類，區別在於調用方式不同。
- 普通方法：由對象調用；至少一個self參數；執行普通方法時，自動將調用該方法的對象賦值給self；self是實例的變量名；(類不能調用實例的方法)
- 靜態方法：由類調用；默認無參數，可以任意參數；(對象也能調用)
- 類方法： 由類調用； 至少一個cls參數；執行類方法時，自動將調用該方法的類復制給cls；cls其實是類名，類方法其實是靜態方法的一個變種；(對象也能調用)
class Province:
country = "中國"
def __init__(self,name):
self.name = name
def show(self):
"""普通方法，由對象調用執行（方法屬於類）,實例化才能調用"""
print(self.name)
@staticmethod
def f1(arg1,arg2):
"""靜態方法，由類調用執行,可以沒有參數，或者任意參數"""
print(arg1,arg2)
@classmethod
def f2(cls):
"""類方法至少要有cls一個參數,cls就是類名，python自動會傳，就像self"""
print(cls)
obj = Province('python') # 類實例化成對象
print(obj.name) # 通過對象訪問實例屬性
obj.show() # 通過對象執行實例方法
Province.f1(1111,2222) # 靜態方法，通過類調用
Province.f2() # 類方法，通過類調用
obj.f1('python','linux') # 對象也能調用靜態方法
obj.f2() # 對象也能調用類方法
三、包裝
如果你已經了解Python類中的方法，那么包裝就非常簡單了，因為Python中的包裝其實是實例方法的變種。包裝是將方法包裝成屬性，屬性通過對象調用，包裝后的方法也是通過一樣的方式調用，並且無需()
對於包裝，有以下三個知識點：
- 包裝的基本使用
- 包裝的兩種定義方式
1、包裝的基本使用
# ############### 定義 ###############
class Foo:
def func(self):
pass
# 設置包裝
@property
def prop(self):
print("將方法包裝成屬性訪問即包裝")
return 123
# ############### 調用 ###############
foo_obj = Foo()
foo_obj.func()
ret = foo_obj.prop #調用屬性並接收返回值
print(ret)
由包裝的定義和調用要注意一下幾點：
- 定義時，在實例方法的基礎上添加 @property 裝飾器；
- 定義時，僅有一個self參數
- 調用時，無需括號
方法：foo_obj.func()
屬性：foo_obj.prop
注意：包裝存在意義是：訪問屬性時可以制造出和訪問字段完全相同的假象
包裝由方法變種而來，如果Python中沒有包裝，方法完全可以代替其功能。
實例：對於主機列表頁面，每次請求不可能把數據庫中的所有內容都顯示到頁面上，而是通過分頁的功能局部顯示，所以在向數據庫中請求數據時就要顯示的指定獲取從第m條到第n條的所有數據（即：limit m,n），這個分頁的功能包括：
- 根據用戶請求的當前頁和總數據條數計算出 m 和 n
- 根據m 和 n 去數據庫中請求數據
# ############### 定義 ###############
class Pager:
def __init__(self, current_page):
# 用戶當前請求的頁碼（第一頁、第二頁...）
self.current_page = current_page
# 每頁默認顯示10條數據
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
# ############### 調用 ###############
p = Pager(1)
p.start 就是起始值，即：m
p.end 就是結束值，即：n
2、包裝的兩種定義方式
包裝的定義有兩種方式：
- 裝飾器 即：在方法上應用裝飾器
- 類屬性 即：在類中定義值為property對象的類屬性
(1)裝飾器方式：在類的實例方法上應用@property裝飾器
我們知道Python中的類有經典類和新式類，新式類的屬性比經典類的屬性豐富。（ 如果類繼承object，那么該類是新式類 ）
經典類，具有一種@property裝飾器（如上一步實例）
經典類中的屬性只有一種訪問方式，其對應被 @property 修飾的方法
# ############### 定義 ###############
class Goods:
@property
def price(self):
return "python"
# ############### 調用 ###############
obj = Goods()
result = obj.price # 自動執行 @property 修飾的 price 方法，並獲取方法的返回值
新式類，具有三種@property裝飾器
新式類中的屬性有三種訪問方式，並分別對應了三個被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修飾的方法
我們可以根據他們幾個屬性的訪問特點，分別將三個方法定義為對同一個屬性：獲取、修改、刪除
class Pager:
def __init__(self,all_count):
self.all_count = all_count
@property
def all_pager(self):
a1,a2 = divmod(self.all_count,10)
if a2 == 0:
return a1
else:
return a1 + 1
@all_pager.setter
def all_pager(self,value):
print(value)
@all_pager.deleter
def all_pager(self):
print('del all_page')
p = Pager(101)
ret = p.all_pager
print(ret)
p.all_pager = 115
del p.all_pager
(2)類屬性方式：創建值為property對象的類方法(經典類與新式類無差別)
property的構造方法中有個四個參數:
- 第一個參數是方法名，調用
對象.方法時自動觸發執行方法 - 第二個參數是方法名，調用
對象.方法 ＝ XXX時自動觸發執行方法 - 第三個參數是方法名，調用
del 對象.方法時自動觸發執行方法 - 第四個參數是字符串，調用
對象.方法.__doc__，此參數是該屬性的描述信息
可以根據他們幾個方法的訪問特點，分別將三個方法定義為對同一個屬性：獲取、修改、刪除
class Pager:
def __init__(self,all_count):
self.all_count = all_count
def f1(self):
return 123
def f2(self,value):
print(value)
def f3(self):
print("del p.foo")
foo = property(fget=f1,fset=f2,fdel=f3)
p = Pager(101)
result = p.foo # 自動調用第一個參數中定義的方法：f1方法,result用於接收返回值
print(result)
p.foo = "python" # 自動調用第二個參數中定義的方法：f2方法，並將"python"當作參數傳入
del p.foo # 自動調用第二個參數中定義的方法：f3方法
p.foo.__doc__ # 自動獲取第四個參數中設置的值：description...
注意：Python WEB框架 Django 的視圖中 request.POST 就是使用的類屬性的方式創建的方法
class WSGIRequest(http.HttpRequest):
def __init__(self, environ):
script_name = get_script_name(environ)
path_info = get_path_info(environ)
if not path_info:
# Sometimes PATH_INFO exists, but is empty (e.g. accessing
# the SCRIPT_NAME URL without a trailing slash). We really need to
# operate as if they'd requested '/'. Not amazingly nice to force
# the path like this, but should be harmless.
path_info = '/'
self.environ = environ
self.path_info = path_info
self.path = '%s/%s' % (script_name.rstrip('/'), path_info.lstrip('/'))
self.META = environ
self.META['PATH_INFO'] = path_info
self.META['SCRIPT_NAME'] = script_name
self.method = environ['REQUEST_METHOD'].upper()
_, content_params = cgi.parse_header(environ.get('CONTENT_TYPE', ''))
if 'charset' in content_params:
try:
codecs.lookup(content_params['charset'])
except LookupError:
pass
else:
self.encoding = content_params['charset']
self._post_parse_error = False
try:
content_length = int(environ.get('CONTENT_LENGTH'))
except (ValueError, TypeError):
content_length = 0
self._stream = LimitedStream(self.environ['wsgi.input'], content_length)
self._read_started = False
self.resolver_match = None
def _get_scheme(self):
return self.environ.get('wsgi.url_scheme')
def _get_request(self):
warnings.warn('`request.REQUEST` is deprecated, use `request.GET` or '
'`request.POST` instead.', RemovedInDjango19Warning, 2)
if not hasattr(self, '_request'):
self._request = datastructures.MergeDict(self.POST, self.GET)
return self._request
@cached_property
def GET(self):
# The WSGI spec says 'QUERY_STRING' may be absent.
raw_query_string = get_bytes_from_wsgi(self.environ, 'QUERY_STRING', '')
return http.QueryDict(raw_query_string, encoding=self._encoding)
# ############### 看這里看這里 ###############
def _get_post(self):
if not hasattr(self, '_post'):
self._load_post_and_files()
return self._post
# ############### 看這里看這里 ###############
def _set_post(self, post):
self._post = post
@cached_property
def COOKIES(self):
raw_cookie = get_str_from_wsgi(self.environ, 'HTTP_COOKIE', '')
return http.parse_cookie(raw_cookie)
def _get_files(self):
if not hasattr(self, '_files'):
self._load_post_and_files()
return self._files
# ############### 看這里看這里 ###############
POST = property(_get_post, _set_post)
FILES = property(_get_files)
REQUEST = property(_get_request)
所以，定義包裝共有兩種方式，分別是【裝飾器】和【類屬性】，而【裝飾器】方式針對經典類和新式類又有所不同。
二、類成員的修飾符
類的所有成員在上一步驟中已經做了詳細的介紹，對於每一個類的成員而言都有兩種形式：
- 公有成員，在任何地方都能訪問
- 私有成員，只有在類的內部才能方法
私有成員和公有成員的定義不同：私有成員命名時，前兩個字符是下划線。（特殊成員除外，例如：__init__、__call__、__dict__等）
class C:
age = 12 # '公有類屬性'
__age = 35 # "私有類屬性"
def __init__(self):
self.name = '公有實例屬性'
self.__foo = "私有實例屬性"
私有成員和公有成員的訪問限制不同：
- 公有屬性(公有類屬性和公有實例屬性)：類可以訪問；類內部可以訪問；派生類中可以訪問
- 私有屬性(私有類屬性和私有實例屬性)：僅類內部可以訪問；派生類中無法訪問
class C:
age = 12 # '公有類屬性'
__age1 = 35 # "私有類屬性"
def __init__(self):
self.name = '公有實例屬性'
self.__name1 = "私有實例屬性"
def f1(self):
"""實例方法"""
print(C.age)
print(C.__age1)
print(self.name)
print(self.__name1)
@staticmethod
def f2():
"""類方法"""
print(C.age)
print(C.__age1)
obj = C()
print(C.age) # 類外部直接訪問公有類屬性
#print(C.__age1) # 錯誤,私有類屬性外部無法訪問
C.f2() # 通過類內部的靜態方法方法屬性
print(obj.age) # 類外部直接訪問類的公有屬性
#print(obj.__age1) # 錯誤，對象沒法在外部訪問類屬性
print(obj.name) # 類外部直接訪問公有實例屬性
#print(obj.__name1) # 錯誤,對象也沒法在外部訪問實例屬性
obj.f1() # 通過內部的實例方法可以訪問類屬性和實例屬性
如果想要強制訪問私有字段，可以通過 【對象._類名__私有字段明 】訪問（如：obj._C__foo），不建議強制訪問私有成員。
class C:
def __init__(self):
self.foo = "公有屬性"
self.__foo1 = "私有屬性"
def func(self):
print(self.foo) # 類內部訪問
print(self.__foo1)
class D(C):
def show(self):
print(self.foo) # 派生類中訪問公有屬性
print(self.__foo1) # 私有屬性派生類中也無法訪問
obj = C()
print(obj.foo) # 通過對象訪問
print(obj._C__foo1) #訪問私有屬性
obj.func() # 類內部訪問
obj_son = D()
#obj_son._show() # 會報錯
方法、屬性的訪問於上述方式相似，即：私有成員只能在類內部使用
ps：非要訪問私有屬性的話，可以通過 對象._類__屬性名
三、類的特殊成員
上文介紹了Python的類成員以及成員修飾符，從而了解到類中有屬性、方法和包裝三大類成員，並且成員名前如果有兩個下划線，則表示該成員是私有成員，私有成員只能由類內部調用。無論人或事物往往都有不按套路出牌的情況，Python的類成員也是如此，存在着一些具有特殊含義的成員，詳情如下：
1. __doc__
表示類的描述信息
class Foo:
""" 描述類信息，這是用於看片的神奇 """
def func(self):
pass
print Foo.__doc__
#輸出：類的描述信息
2. __module__ 和 __class__
__module__ 表示當前操作的對象在那個模塊
__class__ 表示當前操作的對象的類是什么
例如lib/aa.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
class C:
def __init__(self):
self.name = "python"
index.py
from lib.aa import C obj = C() print obj.__module__ # 輸出 lib.aa，即：輸出模塊 print obj.__class__ # 輸出 lib.aa.C，即：輸出類
3. __init__
構造方法，通過類創建對象時，自動觸發執行。
class Foo:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.age = 18
obj = Foo('python') # 自動執行類中的 __init__ 方法
4. __del__
析構方法，當對象在內存中被釋放時，自動觸發執行。
注：此方法一般無須定義，因為Python是一門高級語言，程序員在使用時無需關心內存的分配和釋放，因為此工作都是交給Python解釋器來執行，所以，析構函數的調用是由解釋器在進行垃圾回收時自動觸發執行的。
class Foo:
def __del__(self):
pass
5. __call__
對象后面加括號，觸發執行。
注：構造方法的執行是由創建對象觸發的，即：對象 = 類名() ；而對於 __call__ 方法的執行是由對象后加括號觸發的，即：對象() 或者 類()()
class Foo:
def __init__(self,name,age):
print('init')
self.name = name
self.age = age
def __call__(self, *args, **kwargs):
print("call")
obj = Foo('python',27)
obj() # 對象() 會執行類中__call__方法
Foo('python',27)() # 這一句相當於上兩句
6. __dict__
類或對象中的所有成員
上文中我們知道：類的普通字段屬於對象；類中的靜態字段和方法等屬於類，即：
class Province:
country = 'China'
def __init__(self, name, count):
self.name = name
self.count = count
def func(self, *args, **kwargs):
print 'func'
# 獲取類的成員，即：類屬性、方法、
print(Province.__dict__)
# 輸出：{'country': 'China', '__module__': '__main__', 'func': <function func at 0x10be30f50>, '__init__': <function __init__ at 0x10be30ed8>, '__doc__': None}
obj1 = Province('HeBei',10000)
print(obj1.__dict__)
# 獲取 對象obj1 的成員
# 輸出：{'count': 10000, 'name': 'HeBei'}
obj2 = Province('HeNan', 3888)
print(obj2.__dict__)
# 獲取 對象obj2 的成員
# 輸出：{'count': 3888, 'name': 'HeNan'}
7. __str__
如果一個類中定義了__str__方法，那么在打印 對象 時，默認輸出該方法的返回值。
class Foo:
def __init__(self,name,age):
print('init')
self.name = name
self.age = age
def __str__(self): # 將實例化對象友好的輸出
return "%s - %d" %(self.name,self.age)
obj1 = Foo('tom',73)
obj2 = Foo('jerry',90)
print(obj1)
print(obj2)
ret = str(obj1)
print(type(ret),ret)
ret = obj1 + obj2
print(ret)
8、__getitem__、__setitem__、__delitem__
用於索引操作，如字典。以上分別表示獲取、設置、刪除數據
class Foo:
def __init__(self,name,age):
print('init')
self.name = name
self.age = age
def __getitem__(self, item):
return 123
def __setitem__(self, key, value):
print('setitem')
def __delitem__(self, key):
print('del item')
obj = Foo('python',27)
ret = obj['ad'] # 自動觸發執行 __getitem__
print(ret)
obj['k1'] = 111 # 自動觸發執行 __setitem__
del obj['k1'] # 自動觸發執行 __delitem__
9、__getslice__、__setslice__、__delslice__(此方法只適用於python2.x)
該三個方法用於分片操作，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] # 自動觸發執行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44] # 自動觸發執行 __setslice__
del obj[0:2] # 自動觸發執行 __delslice__
python3.x依然使用__getitem__、__setitem__、__delitem__
class Foo:
def __init__(self,name,age):
print('init')
self.name = name
self.age = age
def __getitem__(self, item):
print(item.start)
print(item.stop)
print(item.step)
return 123
def __setitem__(self, key, value):
print(type(key),type(value))
def __delitem__(self, key):
print(type(key))
obj = Foo('python',27)
# 語法對應關系,將'ad'賦值給__getitem__中的item
ret2 = obj[1:4:2]
obj[1:4] = [11,22,33,44,55]
del obj[1:4]
10. __iter__
用於迭代器，之所以列表、字典、元組可以進行for循環，是因為類型內部定義了 __iter__
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
或者使用yeild生成器
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
11. __new__ 和 __metaclass__
閱讀以下代碼：
class Foo(object):
def __init__(self):
pass
obj = Foo() # obj是通過Foo類實例化的對象
上述代碼中，obj 是通過 Foo 類實例化的對象，其實，不僅 obj 是一個對象，Foo類本身也是一個對象，因為在Python中一切事物都是對象。
如果按照一切事物都是對象的理論：obj對象是通過執行Foo類的構造方法創建，那么Foo類對象應該也是通過執行某個類的 構造方法 創建。
print type(obj) # 輸出：<class '__main__.Foo'> 表示，obj 對象由Foo類創建 print type(Foo) # 輸出：<type 'type'> 表示，Foo類對象由 type 類創建
所以，obj對象是Foo類的一個實例，Foo類對象是 type 類的一個實例，即：Foo類對象 是通過type類的構造方法創建。
那么，創建類就可以有兩種方式：
a). 普通方式
class Foo(object):
def func(self):
print 'hello python'
b).特殊方式（type類的構造函數）
def func(self):
print 'hello wupeiqi'
Foo = type('Foo',(object,), {'func': func})
#type第一個參數：類名
#type第二個參數：當前類的基類
#type第三個參數：類的成員
＝＝》 類 是由 type 類實例化產生
那么問題來了，類默認是由 type 類實例化產生，type類中如何實現的創建類？類又是如何創建對象？
答：類中有一個屬性 __metaclass__，其用來表示該類由 誰 來實例化創建，所以，我們可以為 __metaclass__ 設置一個type類的派生類，從而查看 類 創建的過程。
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)
# 第一階段：解釋器從上到下執行代碼創建Foo類
# 第二階段：通過Foo類創建obj對象
obj = Foo()