目錄

一.進階

類方法和靜態方法

屬性(Properties)

繼承和多態

抽象基類(Abstract Base Classes - ABCs)

魔術方法(Magic Methods)

組合和聚合

使用場景

二.私有屬性

實現對數據的隱藏

設置私有屬性

添加額外對屬性操作的方法

三.私有方法

實現對方法的隱藏

直接調用私有方法所出現的問題

四.對象關聯

將兩個對象關聯

調用關聯的對象

關聯多個對象

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一.進階

在Python中，面向對象編程(OOP)的進階概念允許開發者構建更復雜、更靈活和易于維護的代碼結構，以下是一些關鍵的進階特性及其應用。

類方法和靜態方法

• 類方法(class methods)：?

1. 使用@classmethod裝飾器定義。
2. 第一個參數通常是cls，指的是類本身，而非類的實例。
3. 可以訪問和修改類狀態。

• 靜態方法(static methods)：?

1. 使用@staticmethod裝飾器定義。
2. 不需要默認的self或cls參數。
3. ?主要用于在類的定義中包含一些與類相關，但在執行時不需要類或實例本身的工具函數。

屬性(Properties)

屬性允許將方法調用封裝成對屬性的訪問操作，使用@property裝飾器可以將類中的方法變為只讀屬性。

繼承和多態

• 多重繼承(multiple inheritance)：?

1. Python支持從多個基類繼承，這允許創建復雜的繼承結構。
2. 需要注意的是多重繼承可能導致的鉆石問題（Diamond Problem）及其解決方案：方法解析順序(MRO)。

• 多態(polymorphism)：?

1. Python的多態性是通過鴨子類型(Duck Typing)來實現的：如果它像鴨子一樣走路和叫，那么它就是鴨子。
2. 這意味著函數或方法可以接受任何類型的對象，只要這些對象提供了合適的方法或行為。

抽象基類(Abstract Base Classes - ABCs)

• 抽象基類是一種定義了一組方法和屬性的基類，但至少有一個方法是抽象的。即：該方法沒有實現，僅有聲明。
• 使用模塊abc和裝飾器@abstractmethod來定義抽象方法。

魔術方法(Magic Methods)

• 通過定義特定的方法，可以改變類的一些默認行為，這些特定方法被稱為魔術方法。如：__init__, __str__, __call__等。
• 例如：通過定義__add__方法，可以讓類的實例支持加法操作符。

組合和聚合

• 組合(composition)和聚合(aggregation)是將對象或類聯合在一起的兩種方式，通常用于實現has-a關系。
• 組合意味著一個對象完全擁有另一個對象，而聚合則允許對象有更獨立的生命周期。

使用場景

這些進階特性在許多場合都非常有用，例如：

• 設計模式的實現：單例模式、工廠模式、策略模式等。
• 構建框架或庫，封裝復雜的邏輯。
• 處理復雜的數據結構，如圖、樹，和更高級的集合類型。
• 提供API時隱藏內部實現的細節，僅暴露簡潔的接口。

掌握Python中的面向對象編程的進階概念，可以幫助開發者在編寫Python代碼時具備更高的靈活性和表達能力，構建出更加健壯、可重用和易于維護的軟件。

二.私有屬性

案例演示

class Cat:def __init__(self, new_name, new_age):self.name = new_nameself.age = new_agedef print_info(self):print("我叫%s，今年%s了" % (self.name, self.age))# 創建貓對象
cat = Cat("波斯貓", 4)
# 調用方法
cat.print_info()
# 嘗試修改屬性
cat.age = -10
# 調用方法
cat.print_info()

如果運行上述代碼，會發現，第二次輸出的信息有誤：我叫波斯貓，今年-10歲了

之所以出現這樣的錯誤，究其原因是因為：我們通過對象直接給實例屬性賦值的這種方式容易出錯

如果在賦值的時候，是通過一個實例方法的調用，在方法中對數據進行嚴格的檢查，合格的數據可以給屬性設置，不合格的數據就提醒開發者，這樣一來就能夠保證數據的準確性了。

那該怎樣實現呢？

實現對數據的隱藏

答：

1. 設置屬性為私有屬性

2. 添加額外對屬性操作的方法

設置私有屬性

在Python中，如果想要設置為私有的屬性，那么僅僅需要在定義屬性時在前面加兩個下劃線__即可

既然有了私有屬性，那對象能夠直接操作它么？

答：不能，否則就沒有私有的作用了

示例如下：

class Teacher:def __init__(self):self.name = "小明"self.__age = 18  # 這個屬性就是私有屬性t = Teacher()
print(t.name)  # 能夠獲取
print(t.__age)  # 此時會程序報錯，因為__age是私有屬性，不能通過對象直接操作

添加額外對屬性操作的方法

想要實現對私有屬性的操作，我們需要定義方法，在方法中操作

示例如下：

class Teacher:def __init__(self):self.name = "小明"self.__age = 18  # 這個屬性就是私有屬性def set_age(self, new_age):if 1 <= new_age <= 120:self.__age = new_ageprint("設置年齡成功")else:print("年齡數據有誤...")def get_age(self):return self.__aget = Teacher()
t.set_age(20)  # 設置年齡
print(t.get_age())  # 獲取年齡

簡單總結

1.操作屬性有兩種方法：

• 直接通過對象修改：對象名.屬性名 = 數據
• 通過方法間接修改：對象名.方法名(數據)

2.通過使用方法來進行修改，就可以在方法中進行數據合法性的檢查

3.通過__可以將屬性變為私有屬性，這樣就防止了通過對象直接操作屬性時可能帶來的隱患

三.私有方法

引入

生活中我們肯定去過銀行辦理過業務，我們可以從銀行的大門進入大廳，取號等待辦理業務，可以在大廳里來回走動，這個區域是所有人都可以隨意進出的。而銀行辦公人員工作的地方，只能有相應的權限的辦公人員才能進出，這個區域對于外來辦理業務的人員來說是禁止的。

通過上述的描述，大家能夠理解了一件事情，即訪問的地方不同需要的權限不同

那么試想，一個較大軟件系統肯定有很多個可以讓用戶直接調用的接口（API可以簡單理解為方法）這些接口可以任意調用，而有些接口就不能使用。

在Python中，我們把可以通過對象直接調用的方法叫做公有方法，不能通過對象直接調用的方法叫做私有方法

實現對方法的隱藏

對于定義私有方法的方式與定義私有屬性基本相同，就是在方法的前面添加__（即兩個下劃線__）

示例如下：

class BankService:def __init__(self, money=5000):self.money = moneydef __bank_to_bank(self):if self.money >= 5000:print("這里是銀行之間的轉賬代碼...")return Trueelse:return Falsedef transfer(self):if self.money > 10000:if self.__bank_to_bank():print("轉賬成功...")else:print("轉賬失敗...")else:print("都沒錢，還轉什么啊！自己留著花吧!")bank_service = BankService(10001)
bank_service.transfer()  # 可以調用，是公有方法運行測試（轉賬成功）：這里是銀行之間的轉賬代碼...
轉賬成功...運行測試（轉賬失敗）：都沒錢，還轉什么啊！自己留著花吧!

注意點：Python中沒有像C++中public和private這些關鍵字來區別公有和私有，它是以命名方式來區分。如果在名字前面加了兩個下劃線__，則表明該屬性是私有，否則為公有。

直接調用私有方法所出現的問題

代碼示例：

上述代碼  加入bank_service.__bank_to_bank()  # 不可以調用，是私有方法運行結果：
Traceback (most recent call last):File "/Users/poppies/Documents/python_code/私有方法代碼測試.py", line 25, in <module>bank_service.__bank_to_bank()  # 不可以調用，是私有方法
AttributeError: 'BankService' object has no attribute '__bank_to_bank'

四.對象關聯

概述

我們在上學的時候，每個同學是一個對象，那么教室也是一個對象。每個同學肯定是屬于某一個教室的，例如張三是爬蟲一班的。那么怎樣才能用代碼來實現他們之間的關系呢？

將兩個對象關聯

如果當前的教室對象與學生對象是沒有任何關系關聯的。如果想要實現學生屬于教室，那么只需要兩步就能實現

1. 搞清楚誰屬于誰，例如上述示例中，學生屬于教室
2. 在范圍大的那個對象中，定義一個屬性存儲范圍小的對象引用即可

?代碼示例：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameclass Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 創建一個教室對象
room_1 = ClassRoom("python一班")# 創建一個學生對象
stu_1 = Student("安娜")# 直接給教室對象添加屬性
room_1.stu_obj = stu_1

調用關聯的對象

上述代碼已經完成了對象學生與教室的關聯，那么怎樣調用呢？格式如下：

# 如果A對象中的某個屬性指向了B對象，那么調用方式
A.xxx  # 此時就是指的B對象# 如果想要調用B對象中的某方法，那么就再接著.yyy方法即可
A.xxx.yyy()

代碼示例：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameself.stu_obj = None  # 一般情況下在本類的其它方法中用到的實例屬性，都要在__init__方法中定義def add_new_stu(self, stu):"""定義新方法用來完成關聯"""self.stu_obj = stuclass Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 創建一個教室對象
room_1 = ClassRoom("python一班")# 創建一個學生對象
stu_1 = Student("安娜")# 調用方法將學生添加到對象中
room_1.add_new_stu(stu_1)# 調用學生的姓名
# 教室對象.學生.姓名
print(room_1.stu_obj.stu_name)運行結果：
安娜

關聯多個對象

既然關聯一個對象搞懂了，那么關聯多個也就手到擒來，方式如下：

1. 在范圍大的那個對象中再定義一個新的屬性，通過設置屬性指向新的對象
2. 如果關聯的新的對象與之前關聯的對象類型相同，可以考慮用列表、字典、集合等方式將它們關聯

實現將多個學生關聯到一個教室：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameself.stu_list = list()def add_new_stu(self, stu):self.stu_list.append(stu)class Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 創建一個教室對象
room = ClassRoom("python爬蟲班")# 創建多個學生對象
stu_1 = Student("安娜")
stu_2 = Student("小明")
stu_3 = Student("小紅")# 調用方法將學生添加到對象中
room.add_new_stu(stu_1)
room.add_new_stu(stu_2)
room.add_new_stu(stu_3)# 調用學生的姓名
# 教室對象.列表[下標].姓名
print(room.stu_list[0].stu_name)
print(room.stu_list[1].stu_name)
print(room.stu_list[2].stu_name)