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Python 学习笔记 - 10.类  

2013-05-22 20:56:28|  分类: python |  标签: |举报 |字号 订阅

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Python 的 Class 比较特别,和我们习惯的静态语言类型定义有很大区别。

1. 使用一个名为 __init__ 的方法来完成初始化。
2. 使用一个名为 __del__ 的方法来完成类似析购操作。
3. 所有的实例方法都拥有一个 self 参数来传递当前实例,类似于 this。
4. 可以使用 __class__ 来访问类型成员。

 

Code
>>>>>> class MyClass: 
def __init__(self): 
print "initialize." 
def Foo(self): 
print id(self) 


>>>>>> a = MyClass() 
initialize
>>>>>> a.Foo() 
14412576 
>>>>>> id(a) 
14412576

Class 有一些特殊的属性,便于我们获得一些额外的信息。

 

Code
>>>>>> class MyClass(object): 
"""This is MyClass's Docoment""" 
def __init__(self): 
self.i 
= 1234 


>>>>>> MyClass.__doc__ # 类型帮助信息 
"This is MyClass's Docoment""This is MyClass's Docoment" 
>>>>>> MyClass.__name__ # 类型名称 
'MyClass' 
>>>>>> MyClass.__module__ # 类型所在模块 
'__main__' 
>>>>>> MyClass.__bases__ # 类型所继承的基类(Python 支持多继承) 
(<type 'object'>,) 
>>>>>> MyClass.__dict__ # 类型字典,存储所有类型成员信息 
<dictproxy object at 0x00DC1AD0> 
>>>>>> #以下是实例拥有的属性 
>>>>>> MyClass().__class__ # 实例的类型 
<class '__main__.MyClass'> 
>>>>>> MyClass().__module__ # 实例类型所在模块 
'__main__' 
>>>>>> MyClass().__dict__ # 对象字典,存储所有实例成员信息 
{'i'1234
>>>>>>

 

继承


Python 支持多继承,但有几点需要注意:

1. 基类 __init__ / __del__ 需显示调用。
2. 继承方法的调用和基类声明顺序有关。

Code
>>>>>> class Base1: 
def __init__(self): 
print "Base1" 
def test(self): 
print "Base1 test" 


>>>>>> class Base2: 
def __init__(self): 
print "Base2" 
def test(self): 
print "Base2 test" 


>>>>>> class MyClass(Base2,Base1): 
def __init__(self): 
Base1.
__init__(self) 
Base2.
__init__(self) 
print "MyClass" 


>>>>>> a = MyClass() 
Base1 
Base2 
MyClass 
>>>>>> a.test() 
Base2 test 
>>>>>> # 下面把 Base1 放在前面 
>>>>>> class MyClass(Base1,Base2): 
def __init__(self): 
Base1.
__init__(self) 
Base2.
__init__(self) 
print "MyClass" 


>>>>>> a = MyClass() 
Base1 
Base2 
MyClass 
>>>>>> a.test() 
Base1 test 
>>>>>>

 

成员


Python Class 同样包含类型和实例两种成员。

Code
>>>>>> class Class1: 
= 123 # 类成员 
def __init__(self): 
self.i 
= 100 # 实例成员 


>>>>>> print Class1.i 
123 
>>>>>> print Class1().i 
100 
>>>>>>

 

有几个很 "特殊" 的 "规则" 需要注意。

(1) 我们可以通过实例引用访问类型成员。因此下面的例子中 self.i 实际指向 Class1.i,直到我们为实例新增了一个成员 i。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
= 123 
def __init__(self): 
print self.i 
print hex(id(self.i)) 


>>>>>> hex(id(Class1.i)) # 显示 Class1.i 的地址 
'0xab5860' 
>>>>>> a = Class1() # 创建 Class1 实例,我们会发现 self.i 实际指向 Class1.i 
123 
0xab5860 
>>>>>> Class1.__dict__ # 显示 Class1 成员 
{'i'123'__module__''__main__''__doc__': None, '__init__'<function __init__ at 0x012911B0>
>>>>>> a.__dict__ # 显示实例成员 
{} 
>>>>>> a.i = 100 # 为实例新增加一个成员i 
>>>>>> hex(id(a.i)) # 显示新成员i的地址 
'0xab5974' 
>>>>>> a.__dict__ # 显示实例成员 
{'i'100
>>>>>>

(2) 调用类型内部方法,需要省略 self 参数。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __init__(self): 
self.
__test("Hello Python"
def __test(self, s): 
print s 


>>>>>> Class1() 
Hello Python 
<__main__.Class1 instance at 0x00DC3800> 
>>>>>>

我们可以在成员名称前添加 "__" 使其成为私有成员。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
__i = 123 
def __init__(self): 
self.
__x = 0 
def __test(self): 
print id(self) 


>>>>>> Class1.i 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#203>", line 1in <module> 
Class1.i 
AttributeError: 
class Class1 has no attribute 'i' 
>>>>>> Class1().__x 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#204>", line 1in <module> 
Class1().
__x 
AttributeError: Class1 instance has no attribute 
'__x' 
>>>>>> Class1().__test() 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#205>", line 1in <module> 
Class1().
__test() 
AttributeError: Class1 instance has no attribute 
'__test' 
>>>>>>

事实上这只是一种规则,并不是编译器上的限制。我们依然可以用特殊的语法来访问私有成员。

 

Code
>>>>>> Class1._Class1__i 
123 
>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a._Class1__x 

>>>>>> a._Class1__test() 
14432256 
>>>>>>

除了静态(类型)字段,我们还可以定义静态方法。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
@staticmethod 
def test(): 
print "In Static method" 


>>>>>> Class1.test() 
In Static method 
>>>>>>

 

从设计的角度,或许更希望用属性(property)来代替字段(field)。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __init__(self): 
self.
__i = 1234 
def getI(self): return self.__i 
def setI(self, value): self.__i = value 
def delI(self): del self.__i 
= property(getI, setI, delI, "Property I"


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.I 
1234 
>>>>>> a.I = 1000 
>>>>>> a.I 
1000 
>>>>>>

 

如果只是 readonly property,还可以用另外一种方式。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __init__(self): 
self.
__i = 1234 
@property 
def I(self): 
return self.__i 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.I 
1234 
>>>>>>

 

用 __getitem__ 和 __setitem__ 可以实现 C# 索引器的功能。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __init__(self): 
self.
__x = ["a""b""c"
def __getitem__(self, key): 
return self.__x[key] 
def __setitem__(self, key, value): 
self.
__x[key] = value 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a[1
'b' 
>>>>>> a[1= "xxx" 
>>>>>> a[1
'xxx' 
>>>>>>

 

重载


Python 支持一些特殊方法和运算符重载。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __init__(self): 
self.i 
= 0 
def __str__(self): 
return "id=%i"%(id(self)) 
def __add__(self, other): 
return self.i + other.i 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.i = 10 
>>>>>> str(a) 
'id=19481664' 
>>>>>> b = Class1() 
>>>>>> b.i = 20 
>>>>>> a + b 
30 
>>>>>>

 

通过重载 "__eq__",我们可以改变 "==" 运算符的行为。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
pass 

>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> b = Class1() 
>>>>>> a ==
False 
>>>>>> # 实现操作符__eq__重载 
>>>>>> class Class1: 
def __eq__(self, other): 
return True 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> b = Class1() 
>>>>>> a == b 
True 
>>>>>>

Open Class


这是个有争议的话题。在 Python 中,我们随时可以给类型或对象添加新的成员。

1. 添加字段

Code
>>>>>> class Class1: 
pass 

>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.x = 10 
>>>>>> a.x 
10 
>>>>>> dir(a) 
[
'__doc__''__module__''x'
>>>>>> b = Class1() 
>>>>>> dir(b) 
[
'__doc__''__module__'
>>>>>> del a.x 
>>>>>> dir(a) 
[
'__doc__''__module__'
>>>>>> dir(Class1) 
[
'__doc__''__module__'
>>>>>> Class1.x = 100 
>>>>>> Class1.x 
100 
>>>>>> dir(Class1) 
[
'__doc__''__module__''x'
>>>>>>

 

2. 添加方法

 

Code
>>>>>> class Class1: 
pass 

>>>>>> def test(): 
print "test" 


>>>>>> def hello(self): 
print "hello ",id(self) 


>>>>>> Class1.test = test 
>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> dir(a) 
[
'__doc__''__module__''test'
>>>>>> b = Class1() 
>>>>>> a.hello = hello 
>>>>>> dir(a) 
[
'__doc__''__module__''hello''test'
>>>>>> a.hello() 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#340>", line 1in <module> 
a.hello() 
TypeError: hello() takes exactly 
1 argument (0 given) 
>>>>>> a.hello(a) 
hello 
19474632 
>>>>>> a.hello(b) 
hello 
19481584 
>>>>>> dir(b) 
[
'__doc__''__module__''test'
>>>>>> b.test() 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#344>", line 1in <module> 
b.test() 
TypeError: test() takes no arguments (
1 given) 
>>>>>>

 

3. 改变现有方法

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def test(self): 
print "a" 


>>>>>> def test(self): 
print "b" 


>>>>>> Class1.test = test 
>>>>>> Class1().test() 

>>>>>>

 

另外,有几个内建函数方便我们在运行期进行操作。

Code
>>>>>> hasattr(a, "x"
False 
>>>>>> a.x = 10 
>>>>>> getattr(a, "x"
10 
>>>>>> setattr(a, "b"1234
>>>>>> a.b 
1234 
>>>>>>

 

Python Open Class 是如何实现的呢?我们看一下下面的代码。

Code
>>> class Class1: 
pass 

>>> a = Class1() 
>>> a.__dict__ 
{} 
>>> a.x = 123 
>>> a.__dict__ 
{
'x'123
>>> a.test = lambda i: i*10 
>>> a.test(1
10 
>>> a.__dict__ 
{
'test'<function <lambda> at 0x012912F0>'x'123
>>>

 

原来,Python Class 对象或类型通过内置成员 __dict__ 来存储成员信息。

我们还可以通过重载 __getattr__ 和 __setattr__ 来拦截对成员的访问,需要注意的是 __getattr__ 只有在访问不存在的成员时才会被调用。

 

Code
>>>>>> class Class1: 
def __getattr__(self, name): 
print "__getattr__", name 
return None 
def __setattr__(self, name, value): 
print "__setattr__", name, value 
self.
__dict__[name] = value 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.x 
__getattr__ x 
>>>>>> a.x = 123 
__setattr__ x 123 
>>>>>> a.x 
123 
>>>>>>

 

如果类型继承自 object,我们可以使用 __getattribute__ 来拦截所有(包括不存在的成员)的获取操作。
注意在 __getattribute__ 中不要使用 "return self.__dict__[name]" 来返回结果,因为在访问 "self.__dict__" 时同样会被 __getattribute__ 拦截,从而造成无限递归形成死循环。

 

Code
>>>>>> class Class1(object): 
def __getattribute__(self, name): 
print "__getattribute", name 
return object.__getattribute__(self, name) 


>>>>>> a = Class1() 
>>>>>> a.x 
__getattribute x 

Traceback (most recent call last): 
File 
"<pyshell#396>", line 1in <module> 
a.x 
File 
"<pyshell#394>", line 4in __getattribute__ 
return object.__getattribute__(self, name) 
AttributeError: 
'Class1' object has no attribute 'x' 
>>>>>> a.x = 123 
>>>>>> a.x 
__getattribute x 
123 
>>>>>>


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