Python面向对象 -- 继承和多态、获取对象信息、实例属性和类属性

继承和多态

继承的好处:

1,子类可以使用父类的全部功能

2,多态:当子类和父类都存在相同的方法时,子类的方法会覆盖父类的方法,即调用时会调用子类的方法。这就是继承的另一个好处:多态。

多态:

调用方只管调用,不管细节,当我们新增一种Animal的子类时,只要确保run( )方法编写正确,不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则:

对扩展开放:允许新增Animal的子类

对修改封闭:不需要修改依赖Animal类型的run_twice( )等函数

静态语言VS动态语言

对于静态语言(如Java)来说,如果需要传入Animal类型,则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类,否则,将无法调用run( )方法。

对于Python这样的动态语言来说,如果需要传入Animal类型,则不一定要传入Animal类型,我们只需要保证传入的对象有一个run( )方法就可以了。

动态语言的“鸭子类型”,它并不要求严格的继承体系,一个对象只要“看起来像鸭子,走起路来像鸭子”,那它就可以被看做是鸭子。

两个特点:

外观:看起来像鸭子

     行为动作:走起路来像鸭子

Python的 " file-like object "就是一种鸭子类型。对于真正的文件对象来说,它有一个read( )方法,返回其内容。但是,许多对象,只要有read( )方法,都可以被看做" file-like object ",即你不一定要传入真正的文件对象,可以传入任何实现了read( )方法的对象。

下面代码中,

1,对于Dog来说,Animal就是它的父类;对于Animal来说,Dog就是它的子类。

2,在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也可以被看做是父类。但是,反过来就不行了。

Dog的实例d,d的数据类型是Dog,同时也是Animal类型,因为Dog是从Animal继承下来的。

 class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...') class Dog(Animal): #继承了Animal类的子类Dog
def run(self):
print('Dog is running...') class Cat(Animal): #继承了Animal类的子类Cat
def run(self):
print('Cat is running...') class Tor(object): #虽然不是Animal类型,但是有run方法,“鸭子类型”
def run(self):
print('tor is running slowly') def run_twice(animal):
animal.run()
animal.run() a = Animal()
d = Dog()
c = Cat()
t = Tor() print("判断实例a是否是Animal, Dog, Cat")
print('a is Animal?', '', isinstance(a, Animal))
print('a is Dog?','', isinstance(a, Dog))
print('a is Cat?','', isinstance(a, Cat))
print("") print("可以看到Dog继承了Animal类,所以Dog的实例的数据类型既是Dog, 也是父类Animal")
print('d is Animal?','', isinstance(d, Animal))
print('d is Dog?','', isinstance(d, Dog))
print('d is Cat?','', isinstance(d, Cat))
print("") run_twice(a)
run_twice(d)
run_twice(c) print("")
print("可以看到实例t不是是Animal,但是也能运行run_twice()函数,是因为它有run方法")
print('t is Tor?','', isinstance(t,Tor))
print('t is Animal?','', isinstance(t,Animal))
print("") run_twice(t)

运行结果:

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小结:

继承可以把父类所有的功能都继承过来,这样就不必从0开始做起,子类只需要新增自己特有的方法,也可以把父类不适合的方法覆盖重写。

动态语言的" 鸭子类型 "决定了继承不像静态语言那样数据类型是必须的。


获取对象信息

  type( )函数、isinstance( )函数、dir( )函数、getattr( )函数、setattr( )函数、hasattr( )函数

type( )函数:

(1)判读对象的基本类型、或者直接写int,str

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(2)一个变量指向函数或者类,进行判断

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(3)判断两个对象的type类型是否相同

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(4)判断一个对象是否是函数? 方法:使用types 模块中定义的常量

 import types
def fn():
pass print("是否是函数类型:",type(fn)==types.FunctionType) #判断是否是函数类型
print("是否是绝对值类型:",type(abs)==types.BuiltinFunctionType)
print("是否是lambda匿名函数类型:",type(lambda x: x)==types.LambdaType) #判断是否是lambda匿名函数类型
print("是否是生成器类型:",type(x for x in range(10))==types.GeneratorType) #判断是否是生成器类型

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使用Isinstance( )函数

(1)判断class类的类型,Isinstance( )函数判断的是一个对象是否是该类型本身,或者位于该类型的父继承链上

(2)能用type( )判断的也能用isinstance( )判断

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(3)判断一个对象是否是某些类型中的一种

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 print(isinstance([1,2,3,4],(list,tuple)))
print(isinstance((1,2,3,4),(list,tuple)))
print(isinstance([1,2,3,4],(int,str)))

结论:总是优先使用isinstance( )函数来判断类型,可以将指定类型及其子类“一网打尽”


dir( )函数

功能:可以获得一个对象的所有属性和方法,它返回一个包含字符串的list列表

注:获取属性值的格式,尽量使用 “实例.属性名”,少用getattr( )函数获取属性值

测试对象的属性 , attr, attribute属性缩写  has+attr=hasattr, get+attr=getattr, set+attr=setattr

hasattr( ):只有两个参数,判断实例变量是否有这个属性或方法,参数中属性或方法都要用引号引起来

setattr( ):有3个参数,(实例变量,属性名,属性值),为实例变量添加属性值,

getattr( ):有3个参数,获取实例变量的属性值或方法,   可以设置默认值default,如果有属性不存在,就返回默认值

对于属性,getattr返回的是属性值

对于方法,getattr返回的是实例变量.方法名

注意:方法名后面不带括号,如果想调用这个方法,就写成这种形式getattr( )( ),在getattr(  )函数的后面加上一个括号

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(1)类似__xxx__这样的属性和方法在Python中是有特殊用途的,比如__len__方法返回长度

(2)在Python中,调用len( )函数获取一个对象的长度,实际上,在len( )函数内部,它自动去调用该对象的__len__( )方法。

所以,下面的代码是等价的:

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(3)如果自己写类,想用len( myObj )的话,就自己写一个__len__( )方法

注意:是__len__( )方法,前后带2个下划线,而不是len( )方法

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(4)使用hasattr( ), setattr( ), getattr( )操作对象

测试对象的属性,如果获取不存在的属性,会抛出AttributeError错误,此时可以设置一个default参数,如果属性不存在,就返回默认值

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测试对象的方法:

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小结

(1)可以直接写obj.x,就不要写getattr(obj, 'x')

(2)假设我们从文件流fp中读取图像,首先要判断该fp对象是否存在read方法,如果存在,则该对象是一个流,如果不存在,则无法读取。  hasattr( )就派上用场了。

注意:在Python这类动态语言中,根据鸭子类型,有read( )方法,不代表该fp对象就是一个文件流,它也可能是网络流,也可能是内存中的一个字节流,但只要read( )方法返回的是有效的图像数据,就不影响读取图像的功能。

 def readImage(fp):
if hasattr(fp, 'read'):
return readData(fp)
return None

实例属性和类属性

1、类属性属于类所有,该类的所有实例均可以访问,所有实例共享一个属性。

 2、定义了类属性后,如果实例中的属性名和类中的属性名相同,则访问实例的这个属性值时将会覆盖类中相同属性名的值,如果属性名不相同,则不会覆盖

3、实例属性属于各个实例,互不干扰

注:从下面的代码中可以看出,千万不要对实例属性和类属性使用相同的名字,因为相同名称的实例属性将会覆盖掉类属性,但是当删除实例属性后,再访问时,访问到的是类属性。

 class Student(object):
name='Student' s=Student() print('s.name:',s.name) #实例的name属性值
print('Student.name:',Student.name) #类Student的name属性值 print("")
print("添加了实例的namea属性后:")
s.namea='Michael' #定义了实例的namea属性值,注意后面多了一个a
print('s.namea:',s.namea) #实例中定义了和类Student中name属性,不同属性名的属性namea
print('s.name:',s.name) #此时实例的name属性值
print('Student.name:',Student.name) print("")
print("添加了实例的name属性后:")
s.name='hello'
print('s.name:',s.name) #此时实例的name属性值
print('Student.name:',Student.name) #类Student的name属性值 print("")
print("删除了实例的name属性后:")
del s.name #删除了实例中的name属性
print('s.name:',s.name)
print('Student.name:',Student.name)

运行结果如下:

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实战:为了统计学生人数,可以给Student类增加一个类属性,每创建一个实例,该属性自动增加:

 class Student(object):
count=0 #初始化计数变量 def __init__(self,name):
self.name=name
Student.count+=1 if Student.count != 0: #先判断计数变量是否初始化为0
print('测试失败!')
else:
bart = Student('Bart') #创建第一个实例变量
if Student.count != 1: #创建完第一个实例变量后,此时的Student.count应该为1
print('测试失败!')
else:
lisa = Student('Lisa')#又创建第二个实例变量
if Student.count != 2:
print('测试失败!')
else:
print('Students:', Student.count)
print('测试通过!')

运行结果:

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参考网址:廖雪峰的官方网站

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