Python面向对象之成员相关知识总结

一、成员

 1.1 变量

• 实例变量，属于对象，每个对象中各自维护自己的数据。
• 类变量，属于类，可以被所有对象共享，一般用于给对象提供公共数据（类似于全局变量）。

class Person(object):
    country = "中国"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def show(self):
        # message = "{}-{}-{}".format(Person.country, self.name, self.age)
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)

print(Person.country) # 中国


p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name)
print(p1.age)
print(p1.country) # 中国

p1.show() # 中国-华青水上-20

提示：当把每个对象中都存在的相同的示例变量时，可以选择把它放在类变量中，这样就可以避免对象中维护多个相同数据。

易错点

• 注意读和写的区别。

class Person(object):
    country = "中国"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)

print(Person.country) # 中国

p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name) # 华青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 中国
p1.show() # 中国-华青水上-20

p1.name = "root"     # 在对象p1中讲name重置为root
p1.num = 19          # 在对象p1中新增实例变量 num=19
p1.country = "china" # 在对象p1中新增实例变量 country="china"

print(p1.country)   # china
print(Person.country) # 中国

class Person(object):
    country = "中国"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)

print(Person.country) # 中国

Person.country = "美国"


p1 = Person("华青水上",20)
print(p1.name) # 华青水上
print(p1.age) # 20
print(p1.country) # 美国

• 继承关系中的读写

class Base(object):
    country = "中国"


class Person(Base):

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def show(self):
        message = "{}-{}-{}".format(Person.country, self.name, self.age)
        # message = "{}-{}-{}".format(self.country, self.name, self.age)
        print(message)


# 读
print(Base.country) # 中国
print(Person.country) # 中国

obj = Person("华青水上",19)
print(obj.country) # 中国

# 写
Base.country = "china"
Person.country = "泰国"
obj.country = "日本"

1.2 方法

• 绑定方法，默认有一个self参数，由对象进行调用（此时self就等于调用方法的这个对象）【对象&类均可调用】
• 类方法，默认有一个cls参数，用类或对象都可以调用（此时cls就等于调用方法的这个类）【对象&类均可调用】
• 静态方法，无默认参数，用类和对象都可以调用。【对象&类均可调用】

class Foo(object):

    def __init__(self, name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    def f1(self):
        print("绑定方法", self.name)

    @classmethod
    def f2(cls):
        print("类方法", cls)

    @staticmethod
    def f3():
        print("静态方法")

# 绑定方法（对象）
obj = Foo("武沛齐",20)
obj.f1() # Foo.f1(obj)


# 类方法
Foo.f2()  # cls就是当前调用这个方法的类。（类）
obj.f2()  # cls就是当前调用这个方法的对象的类。


# 静态方法
Foo.f3()  # 类执行执行方法（类）
obj.f3()  # 对象执行执行方法

在Python中比较灵活，方法都可以通过对象和类进行调用；而在java、c#等语言中，绑定方法只能由对象调用；类方法或静态方法只能由类调用。

import os
import requests


class Download(object):

    def __init__(self, folder_path):
        self.folder_path = folder_path

    @staticmethod
    def download_dou_yin():
        # 下载抖音
        res = requests.get('.....')

        with open("xxx.mp4", mode='wb') as f:
            f.write(res.content)

    def download_dou_yin_2(self):
        # 下载抖音
        res = requests.get('.....')
        path = os.path.join(self.folder_path, 'xxx.mp4')
        with open(path, mode='wb') as f:
            f.write(res.content)


obj = Download("video")
obj.download_dou_yin()

1.3 属性

属性其实是由绑定方法 + 特殊装饰器 组合创造出来的，让我们以后在调用方法时可以不加括号。

class Foo(object):

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def f1(self):
        return 123

    @property
    def f2(self):
        return 123


obj = Foo("华青水上")

v1 = obj.f1()
print(v1)

v2 = obj.f2
print(v2)

class Pagination:
    def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
        self.per_page_num = per_page_num

        if not current_page.isdecimal():
            self.current_page = 1
            return
        current_page = int(current_page)
        if current_page < 1:
            self.current_page = 1
            return
        self.current_page = current_page

    def start(self):
        return (self.current_page - 1) * self.per_page_num

    def end(self):
        return self.current_page * self.per_page_num


user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]

# 分页显示，每页显示10条
while True:
    page = input("请输入页码：")

    # page，当前访问的页码
    # 10，每页显示10条数据
    # 内部执行Pagination类的init方法。
    pg_object = Pagination(page, 20)

    page_data_list = user_list[ pg_object.start() : pg_object.end() ]
    for item in page_data_list:
        print(item)

class Pagination:
    def __init__(self, current_page, per_page_num=10):
        self.per_page_num = per_page_num

        if not current_page.isdecimal():
            self.current_page = 1
            return
        current_page = int(current_page)
        if current_page < 1:
            self.current_page = 1
            return
        self.current_page = current_page

    @property
    def start(self):
        return (self.current_page - 1) * self.per_page_num

    @property
    def end(self):
        return self.current_page * self.per_page_num


user_list = ["用户-{}".format(i) for i in range(1, 3000)]

# 分页显示，每页显示10条
while True:
    page = input("请输入页码：")

    pg_object = Pagination(page, 20)
    page_data_list = user_list[ pg_object.start : pg_object.end ]

    for item in page_data_list:
        print(item)

关于属性的编写有两种方式：

• 方式一，基于装饰器

class C(object):

    @property
    def x(self):
        pass

    @x.setter
    def x(self, value):
        pass

    @x.deleter
    def x(self):
        pass

obj = C()

obj.x
obj.x = 123
del obj.x

• 方式二，基于定义变量

class C(object):

    def getx(self):
        pass

    def setx(self, value):
        pass

    def delx(self):
        pass

    x = property(getx, setx, delx, "I'm the 'x' property.")

obj = C()

obj.x
obj.x = 123
del obj.x

注意：由于属性和实例变量的调用方式相同，所以在编写时需要注意：属性名称 不要 实例变量 重名。

class Foo(object):

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    @property
    def func(self):
        return 123


obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj.name)

一旦重名，可能就会有报错。

class Foo(object):

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 报错，错认为你想要调用 @name.setter 装饰的方法。
        self.age = age

    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self.name, self.age)


obj = Foo("华青水上", 123)

class Foo(object):

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self.name, self.age) # 报错，循环调用自己（直到层级太深报错）

    @name.setter
    def name(self, value):
        print(value)


obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj.name)

如果真的想要在名称上创建一些关系，可以让实例变量加上一个下划线。

class Foo(object):

    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self.age = age

    @property
    def name(self):
        return "{}-{}".format(self._name, self.age)


obj = Foo("华青水上", 123)
print(obj._name)
print(obj.name)

二、成员修饰符

Python中成员的修饰符就是指的是：公有、私有。

• 公有，在任何地方都可以调用这个成员。
• 私有，只有在类的内部才可以调用改成员（成员是以两个下划线开头，则表示该成员为私有）。

class Foo(object):

    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.age = age

    def get_data(self):
        return self.__name

    def get_age(self):
        return self.age


obj = Foo("华青水上", 123)


# 公有成员
print(obj.age)
v1 = self.get_age()
print(v1)

# 私有成员
# print(obj.__name) # 错误，由于是私有成员，只能在类中进行使用。
v2 = obj.get_data()
print(v2)

特别提醒：父类中的私有成员，子类无法继承。

class Base(object):

    def __data(self):
        print("base.__data")

    def num(self):
        print("base.num")


class Foo(Base):

    def func(self):
        self.num()
        self.__data() # # 不允许执行父类中的私有方法


obj = Foo()
obj.func()

class Base(object):

    def __data(self):
        print("base.__data")

    def num(self):
        print("base.num")
        self.__data()  # 不允许执行父类中的私有方法


class Foo(Base):

    def func(self):
        self.num()


obj = Foo()
obj.func()

按理说私有成员是无法被外部调用，但如果用一些特殊的语法也可以（Flask源码中有这种写法，大家写代码不推荐这样写）。

class Foo(object):

    def __init__(self):
        self.__num = 123
        self.age = 19

    def __msg(self):
        print(1234)


obj = Foo()
print(obj.age)
print(obj._Foo__num)
obj._Foo__msg()

成员是否可以作为独立的功能暴露给外部，让外部调用并使用。

• 可以，公有。
• 不可以，内部其他放的一个辅助，私有。

三、对象嵌套

在基于面向对象进行编程时，对象之间可以存在各种各样的关系，例如：组合、关联、依赖等（Java中的称呼），用大白话来说就是各种嵌套。

情景一：

class Student(object):
    """ 学生类 """

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def message(self):
        data = "我是一名学生，我叫:{},我今年{}岁".format(self.name, self.age)
        print(data)

s1 = Student("华青水上", 19)
s2 = Student("殊途同归", 19)
s3 = Student("春花秋月", 19)



class Classes(object):
    """ 班级类 """

    def __init__(self, title):
        self.title = title
        self.student_list = []

    def add_student(self, stu_object):
        self.student_list.append(stu_object)

    def add_students(self, stu_object_list):
        for stu in stu_object_list:
            self.add_student(stu)

    def show_members(self):
        for item in self.student_list:
            # print(item)
            item.message()

c1 = Classes("三年二班")
c1.add_student(s1)
c1.add_students([s2, s3])

print(c1.title)
print(c1.student_list)

情景二：

class Student(object):
    """ 学生类 """

    def __init__(self, name, age, class_object):
        self.name = name
        self.age = age
        self.class_object = class_object

    def message(self):
        data = "我是一名{}班的学生，我叫:{},我今年{}岁".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)


class Classes(object):
    """ 班级类 """

    def __init__(self, title):
        self.title = title


c1 = Classes("Python全栈")
c2 = Classes("Linux云计算")


user_object_list = [
    Student("华青水上", 19, c1),
    Student("殊途同归", 19, c1),
    Student("春花秋月", 19, c2)
]

for obj in user_object_list:
    print(obj.name,obj.age, obj.class_object.title)

情景三：

class Student(object):
    """ 学生类 """

    def __init__(self, name, age, class_object):
        self.name = name
        self.age = age
        self.class_object = class_object

    def message(self):
        data = "我是一名{}班的学生，我叫:{},我今年{}岁".format(self.class_object.title, self.name, self.age)
        print(data)


class Classes(object):
    """ 班级类 """

    def __init__(self, title, school_object):
        self.title = title
        self.school_object = school_object


class School(object):
    """ 学校类 """

    def __init__(self, name):
        self.name = name


s1 = School("北京校区")
s2 = School("上海校区")

c1 = Classes("Python全栈", s1)
c2 = Classes("Linux云计算", s2)

user_object_list = [
    Student("华青水上", 19, c1),
    Student("殊途同归", 19, c1),
    Student("春花秋月", 19, c2)
]
for obj in user_object_list:
    print(obj.name, obj.class_object.title ,  obj.class_object.school_object.name)

四、特殊成员

在Python的类中存在一些特殊的方法，这些方法都是 __方法__ 格式，这种方法在内部均有特殊的含义，接下来我们来讲一些常见的特殊成员：

• __init__，初始化方法

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name


obj = Foo("华青水上")

• __new__，构造方法

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        print("第二步：初始化对象，在空对象中创建数据")
        self.name = name

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("第一步：先创建空对象并返回")
        return object.__new__(cls)


obj = Foo("华青水上")

• __call__

class Foo(object):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("执行call方法")


obj = Foo()
obj()

• __str__

class Foo(object):

    def __str__(self):
        return "哈哈哈哈"


obj = Foo()
data = str(obj)
print(data)

• __dict__

class Foo(object):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age


obj = Foo("华青水上",19)
print(obj.__dict__)

• __getitem__、__setitem__、__delitem__

class Foo(object):

    def __getitem__(self, item):
        pass

    def __setitem__(self, key, value):
        pass

    def __delitem__(self, key):
        pass


obj = Foo("华青水上", 19)

obj["x1"]
obj['x2'] = 123
del obj['x3']

• __enter__、__exit__

class Foo(object):

    def __enter__(self):
        print("进入了")
        return 666

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print("出去了")


obj = Foo()
with obj as data:
    print(data)

# 面试题（补充代码，实现如下功能）

class Context:

    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        pass

    def do_something(self):      # __enter__返回self才可以调用执行do_something方法
        pass


with Context() as ctx:
    ctx.do_something()

上述面试题属于上下文管理的语法。

• __add__ 等

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __add__(self, other):
        return "{}-{}".format(self.name, other.name)


v1 = Foo("alex")
v2 = Foo("sb")

# 对象+值，内部会去执行 对象.__add__方法，并将+后面的值当做参数传递过去。
v3 = v1 + v2
print(v3)

• __iter__

迭代器

# 迭代器类型的定义：
    1.当类中定义了 __iter__ 和 __next__ 两个方法。
    2.__iter__ 方法需要返回对象本身，即：self
    3. __next__ 方法，返回下一个数据，如果没有数据了，则需要抛出一个StopIteration的异常。
    官方文档：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#iterator-types

# 创建 迭代器类型 ：
    class IT(object):
        def __init__(self):
            self.counter = 0

        def __iter__(self):
            return self

        def __next__(self):
            self.counter += 1
            if self.counter == 3:
                raise StopIteration()
            return self.counter

# 根据类实例化创建一个迭代器对象：
    obj1 = IT()

    # v1 = obj1.__next__()
    # v2 = obj1.__next__()
    # v3 = obj1.__next__() # 抛出异常

    v1 = next(obj1) # obj1.__next__()
    print(v1)

    v2 = next(obj1)
    print(v2)

    v3 = next(obj1)
    print(v3)


    obj2 = IT()
    for item in obj2:  # 首先会执行迭代器对象的__iter__方法并获取返回值，一直去反复的执行 next(对象)
        print(item)

迭代器对象支持通过next取值，如果取值结束则自动抛出StopIteration。

for循环内部在循环时，先执行__iter__方法，获取一个迭代器对象，然后不断执行的next取值（有异常StopIteration则终止循环）。

生成器

# 创建生成器函数
    def func():
        yield 1
        yield 2

# 创建生成器对象（内部是根据生成器类generator创建的对象），生成器类的内部也声明了：__iter__、__next__ 方法。
    obj1 = func()

    v1 = next(obj1)
    print(v1)

    v2 = next(obj1)
    print(v2)

    v3 = next(obj1)
    print(v3)


    obj2 = func()
    for item in obj2:
        print(item)

如果按照迭代器的规定来看，其实生成器类也是一种特殊的迭代器类（生成器也是一个中特殊的迭代器）。

可迭代对象

# 如果一个类中有__iter__方法且返回一个迭代器对象 ；则我们称以这个类创建的对象为可迭代对象。

class Foo(object):

    def __iter__(self):
        return 迭代器对象(生成器对象)

obj = Foo() # obj是 可迭代对象。

# 可迭代对象是可以使用for来进行循环，在循环的内部其实是先执行 __iter__ 方法，获取其迭代器对象，然后再在内部执行这个迭代器对象的next功能，逐步取值。
for item in obj:
    pass

可迭代对象是可以使用for来进行循环，在循环的内部其实是先执行 __iter__ 方法，获取其迭代器对象，然后再在内部执行这个迭代器对象的next功能，逐步取值。

class IT(object):
    def __init__(self):
        self.counter = 0

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        self.counter += 1
        if self.counter == 3:
            raise StopIteration()
        return self.counter


class Foo(object):
    def __iter__(self):
        return IT()


obj = Foo() # 可迭代对象


for item in obj: # 循环可迭代对象时，内部先执行obj.__iter__并获取迭代器对象；不断地执行迭代器对象的next方法。
    print(item)

# 基于可迭代对象&迭代器实现：自定义range
class IterRange(object):
    def __init__(self, num):
        self.num = num
        self.counter = -1

    def __iter__(self):
        return self

    def __next__(self):
        self.counter += 1
        if self.counter == self.num:
            raise StopIteration()
        return self.counter


class Xrange(object):
    def __init__(self, max_num):
        self.max_num = max_num

    def __iter__(self):
        return IterRange(self.max_num)


obj = Xrange(100)

for item in obj:
    print(item)

class Foo(object):
    def __iter__(self):
        yield 1
        yield 2


obj = Foo()
for item in obj:
    print(item)

# 基于可迭代对象&生成器 实现：自定义range

class Xrange(object):
    def __init__(self, max_num):
        self.max_num = max_num

    def __iter__(self):
        counter = 0
        while counter < self.max_num:
            yield counter
            counter += 1


obj = Xrange(100)
for item in obj:
    print(item)

常见的数据类型：

from collections.abc import Iterator, Iterable

v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterator) )  # false，判断是否是迭代器；判断依据是__iter__ 和 __next__。
v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterator) )  # True



v1 = [11, 22, 33]
print( isinstance(v1, Iterable) )  # True，判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。

v2 = v1.__iter__()
print( isinstance(v2, Iterable) )  # True，判断依据是是否有 __iter__且返回迭代器对象。

至此，Python进阶面向对象之成员总结完毕，如有不当之处欢迎指正。

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