python核心階段（五）—— 面向對象三大特性

1.封裝

? ? 概念：封裝主要是指將一些屬性和相關方法封裝在一個對象中，對外隱藏內部具體實現細節

? ? 作用：1）使用起來更加方便，類似于提供了一個工具箱

? ? ? ? ? ? ? ?2）保證數據的安全（設置私有屬性）

? ? ? ? ? ? ? ?3）利于代碼維護（代碼維護時，直接在類內部修改即可，外部無需修改）

2.繼承

?2.1 繼承的基本知識

概念：一個類"擁有"另外一個類的"資源"（指"非私有的"屬性和方法）的使用權
作用：資源重用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
分類：單繼承（只繼承了一個父類）、多繼承（繼承了多個父類）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
語法：? class 子類名(父類名):? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?pass? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??父類名可以寫多個，用逗號“，”隔開，越靠前繼承的優先級越高? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
常用內置屬性：__bases__?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 查看類的所有父類構成元組? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
object 和 type 的區別：

? ? ? ? type：元類，是用來創建類的類

? ? ? ? object：類對象，主要是判別新式類（繼承了object類）和經典類（沒繼承object類），? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? python3版本，在創建類時，默認繼承object類，即：默認創建新式類

?2.2?繼承下的影響?

? ? 2.2.1 資源的繼承

? ? ? 在python中，繼承是指對父類資源的使用權 /訪問權

? ? ? 除了私有的屬性和私有的方法, 其他的基本都能繼承（共有、受保護、內置）

? ? ? 在子類中，不能修改父類的屬性 / 方法，修改操作相當于在子類中新增一個同名屬性

? ? 2.2.2 資源的使用

繼承的幾種形態以及遵循的準則
Python3.x之后新式類的方法解析順序（MRO）：C3算法

形態	具體描述	資源查找原則
單繼承鏈	一個子類只有一個父類	遵循"從下到上"的原則自身一> 父類一> 父類的父類
無重疊的多繼承鏈	繼承鏈無交叉, 無公共父類	遵循"單調"原則 ?順著一條鏈找到底 A?一> B 一> D 一> C 一> E
有重疊的多繼承鏈	繼承鏈有交叉, 有公共父類	遵循"從下到上"的原則一級一級查找 A?一> B 一> C?一> D

形態

具體描述

資源查找原則

單繼承鏈

一個子類只有一個父類

遵循"從下到上"的原則

自身一> 父類一> 父類的父類

無重疊的多繼承鏈

繼承鏈無交叉, 無公共父類

遵循"單調"原則

?順著一條鏈找到底

A?一> B 一> D 一> C 一> E

有重疊的多繼承鏈

繼承鏈有交叉, 有公共父類

遵循"從下到上"的原則

一級一級查找

A?一> B 一> C?一> D

?針對于幾種標準原則的發展演變

查看某個類的資源查找順序的語法：

法一（inspect包）

import? inspect?

? inspect.getmro（類名）

法二（mro屬性）

類名.__mro__

法三（mro函數）

類名.mro（）

? ? 2.2.3?資源的覆蓋

? ? ? 資源覆蓋包括屬性的覆蓋和方法重寫。在MRO的資源檢索鏈中，若優先級高的類和優先級低的類都寫了一個一樣的資源(屬性或方法)，則在獲取資源時，會優先選擇優先級高的類中的資源，而摒棄優先級低的資源，就造成了“覆蓋”的假象

? ? ? ?注意：如果子類方法調用了父類的方法，那么此時參數self和cls是調用這個方法的那個類/屬性

? ? 2.2.4 資源的累加?

? ? ? ?概念：在一個類的基礎之上, 增加一些額外的資源

場景一：子類相比于父類, 多一些自己特有的方法/屬性

? ? ? ? 實現方式：直接在子類中定義就可

場景二：在被“覆蓋”的方法基礎之上，新增新的內容（即：保留舊的某個方法并擴展新內容）

? ? ? ? 實現方式一：在高優先級類的方法中, 通過"類名"調用低優先級類的方法

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 這里不能用實例調用，會導致self輸入不一致

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 弊端：對于有重疊的多繼承鏈，會產生重復調用；代碼不易維護

class B:def __init__(self):self.weight = 60self.height = 1.75class A(B):  # A類繼承了B類def __init__(self):B.__init__(self) # 通過類名調用B中的init，保留原來內容# 這里不能通過其他方式調用，會導致self輸入不一致self.bmi = 1  # 新增額外內容a = A()
print(a.__dict__)

? ? ?

? ? ??實現方式二：在低優先級類的方法中, 通過"super"調用高優先級類的方法

? ? ? ? ? ? ? super是一個類，它只在新式類中有效，它主要起代理作用，幫助我們沿著MRO鏈條，找到下一個節點，去調用對應方法?

? ? ? ? ? ? ? ?語法：super（）. 方法名? ? ? ? ? ?在 python3.x 的版本中，不需要填寫參數，會自動補全

? ? ? ? ? ? ? ?實現原理：def super(cls參數一, inst參數二):
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mro = inst.__class__.mro()
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return mro[mro.index(cls) + 1]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 相當于沿著參數二的mro順序，找到參數一對應的節點+1，即參數一的下一個節點

# 繼承關系  A 一> B,C 一> D
# 在這種情況下，如果使用方法一在B C中調用D,再在A中調用B C，就會重復調用D兩次
# 使用super調用，就不會重復出現
class D(object):def __init__(self):print("d")class B(D):def __init__(self):super().__init__()print("b")class C(D):def __init__(self):super().__init__()print("c")class A(B,C):def __init__(self):super().__init__()print("a")A()

3.多態

多態大致有兩種含義：

? ? ? ? ? ? ? ? ? 1）一個類, 所延伸的多種形態（animal可以延伸出dog cat...）；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2）調用時的多種形態（dog和cat中都有同一屬性/方法，但調用時輸出不同）

多態在python中的體現：

? ? ? ? ? 鴨子類型（動態類型的一種風格），它的關注點在于對象的"行為和屬性"; 而非對象的"類型"

? ? 回憶：

? ? ? ? ? ? python是強類型（類型強勢，不會輕易自動修改）、動態類型（數據的類型在運行時可以? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 判定，動態修改）? ? ? ? ? ? ? 而多態一般是體現在靜態語言中，所以在python中沒有真正意義上的多態，也不需要多態?

4.補充：抽象類、抽象方法

概念

? ? ? ? ?抽象類是指一個抽象出來的類，并不是某一個具化的類，它是一個不能直接創建實例的類，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主要是用于被其他類繼承

? ? ? ? ?抽象方法是指抽象出來的一個方法，不具備具體實現，不能直接調用? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?如果一個類中有抽象方法，當他被繼承時，繼承他的類中必須要具體定義這個方法

例子：

? ? ? ? ? ?animal類就是一個抽象類，他只是存儲了所有動物的一些特性，但并不能直接去使用，因? ? ? ? ? ? ? 為我們不知道到底是什么動物，同理animal的各種方法，如體型聲音等也是如此

在python中的實現：

? ? ? ? ? 導入模塊abc? ——> 設置類的元類為abc.ABCMeta? ——>? 使用裝飾器裝飾抽象方法? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?@abc.abstractmethod

5.案例?

要求：

? ? ? ? ?1. 定義三個類, 小狗, 小貓, 人

? ? ? ? ?2.三個類具體要求如下：

? ? ? ? ? ? 小狗: 姓名, 年齡(默認1歲); ? ?吃飯, 玩, 睡覺, 看家(格式: 名字是xx, 年齡xx歲的小狗在xx）

? ? ? ? ? ? 小貓: 姓名, 年齡(默認1歲);? ?吃飯, 玩, 睡覺, 捉老鼠(格式: 名字是xx, 年齡xx歲的小貓在xx）

? ? ? ? ? ??人: ? 姓名, 年齡(默認1歲), 寵物; ?吃飯, 玩, 睡覺(格式: 名字是xx, 年齡xx歲的人在xx)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 養寵物(讓所有的寵物吃飯, 玩, 睡覺),?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 寵物工作(讓所有的寵物根據自己的職責開始工作)?

# 案例
# 我們發現在三個大類中，有很多相同的屬性，所以我們可以先定義一個父類，讓他們都繼承即可class Animal():def __init__(self, name, age=1):self.name = nameself.age = agedef eat(self):print(f"{self}吃飯")def play(self):print(f"{self}玩")def sleep(self):print(f"{self}睡覺")class Person(Animal):   #定義人# 在創建小狗實例時，給它設置幾個屬性，所以這里應該定義實例屬性def __init__(self,name,pet,age=1):super(Person,self).__init__(name,age)self.pet = petdef __str__(self):  # self本身的一個字符串描述  print(self)直接輸出下面字符串return f"名字是{self.name}, 年齡{self.age}歲的人在"def yangPets(self):for pet in self.pet:pet.eat()pet.play()pet.sleep()def petWork(self):for pet in self.pet:pet.work()class Dog(Animal):  #定義狗類# 在創建小狗實例時，給它設置幾個屬性，所以這里應該定義實例屬性def __init__(self, name, age=1):super(Dog,self).__init__(name,age)def work(self):print(f"{self}看家")def __str__(self):  # self本身的一個字符串描述  print(self)直接輸出下面字符串return f"名字是{self.name}, 年齡{self.age}歲的小狗在"class Cat(Animal):  #定義貓類# 在創建小貓實例時，給它設置幾個屬性，所以這里應該定義實例屬性def __init__(self, name, age=1):super(Cat,self).__init__(name,age)def work(self):print(f"{self}捉老鼠")def __str__(self):  # self本身的一個字符串描述  print(self)直接輸出下面字符串return f"名字是{self.name}, 年齡{self.age}歲的小貓在"d = Dog("卡布",5)
c = Cat("喵喵",3)
p = Person("李明",[d,c],25)p.yangPets()
p.petWork()

6.總結：面向對象原則 SOLID（了解）

S：單一職責原則（一個類只負責一項職責）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
O：開放封閉原則（對擴展開放,對修改關閉）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?L：里氏替換原則（使用父類引用的地方必須能使用子類對象）??
?? ?
?I：接口分離原則（如果類包含了過多的接口方法，而這些方法在使用的過程中并非"不可分? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 割", 那么應當把他們進行分離）
? ? ??所謂接口, 在Python中, 可以簡單的理解為"抽象方法? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?D：依賴倒置原則（高層模塊不應該直接依賴低層模，他們應該依賴抽象類或者接口塊）
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