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转自:Python编程时光

作者:武沛齐

原文:http://www.cnblogs.com/wupeiqi/  

本篇将详细介绍Python 类的成员、成员修饰符、类的特殊成员。

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

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 调用;至少一个 cls 参数;执行类方法时,自动将调用该方法的 复制给 cls

  • 静态方法:由 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,有以下两个知识点:

  • 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

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)

# ############### 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

# ############### 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

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

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

静态字段方式, 创建值为property对象的静态字段

当使用静态字段的方式创建属性时,经典类和新式类无区别

class Foo :

def get_bar (self) :

return 'wupeiqi'

BAR = property(get_bar)

obj = Foo()

reuslt = obj.BAR         # 自动调用get_bar方法,并获取方法的返回值

print

reuslt

property的构造方法中有个四个参数

  • 第一个参数是 方法名 ,调用  对象.属性  时自动触发执行方法

  • 第二个参数是 方法名 ,调用  对象.属性 = XXX  时自动触发执行方法

  • 第三个参数是 方法名 ,调用  del 对象.属性  时自动触发执行方法

  • 第四个参数是 字符串 ,调用  对象.属性.__doc__  ,此参数是该属性的描述信息

class Foo :

def get_bar (self) :

return 'wupeiqi'

# *必须两个参数

def set_bar (self, value) :

return return 'set value' + value

def del_bar (self) :

return 'wupeiqi'

BAR = property(get_bar, set_bar, del_bar, 'description...' )

obj = Foo()

obj.BAR               # 自动调用第一个参数中定义的方法:get_bar

obj.BAR = "alex" # 自动调用第二个参数中定义的方法:set_bar方法,并将“alex”当作参数传入

del Foo.BAR           # 自动调用第三个参数中定义的方法:del_bar方法

obj.BAE.__doc__      

# 自动获取第四个参数中设置的值:description...

由于静态字段方式创建属性具有三种访问方式,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

def get_price (self) :

# 实际价格 = 原价 * 折扣

new_price = self.original_price * self.discount

return new_price

def set_price (self, value) :

self.original_price = value

def del_price (self, value) :

del self.original_price

PRICE = property(get_price, set_price, del_price, '价格属性描述...' )

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

注意:Python WEB框架 Django 的视图中 request.POST 就是使用的静态字段的方式创建的属性

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)

# ############### 看这里看这里  ###############

def _get_post (self) :

if not hasattr(self, '_post' ):

self._load_post_and_files()

return self._post

# ############### 看这里看这里  ###############

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

# ############### 看这里看这里  ###############

POST = property(_get_post, _set_post)

FILES = property(_get_files)

REQUEST = property(_get_request)

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

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

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

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

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'

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

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__

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__ 

第一步

class Foo(object):

pass

obj = Foo()

for i in obj:

print i

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

第二步

#!/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'

第三步

#!/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

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

For循环语法内部

#!/usr/bin/env python

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

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

while True :

val = obj.next()

print

val

11. __new__ 和 __metaclass__

阅读以下代码:

class Foo(object):

def __init__ (self) :

pass

obj = Foo()  

# obj是通过Foo类实例化的对象

上述代码中,obj 是通过 Foo 类实例化的对象,其实,不仅 obj 是一个对象,Foo类本身也是一个对象,因为在 Python中一切事物都是对象

如果按照一切事物都是对象的理论:obj对象是通过执行Foo类的构造方法创建,那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

print type(obj) # 输出:<class '__main__.Foo'>     表示,obj 对象由Foo类创建

print

type(Foo)

# 输出:<type 'type'>              表示,Foo类对象由 type 类创建

所以, obj对象是Foo类的一个实例 Foo类对象是 type 类的一个实例 ,即:Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么,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()

以上就是面向对象进阶篇的所有内容,欢迎拍砖... 

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