面向对象之封装、继承、多态

àì夳堔傛蜴生んèń 2021-11-17 15:56 495阅读 0赞

面向对象的三大特性：

1.  封装：
    
    1.  在类的内部（class内部）可以由属性和方法，外部代码可以通过直接调用实例变量的方法来操作数据，这样就隐藏了内部的逻辑，但是外部还是可以直接修改实例的属性，因此当需求中存在需要内部属性不被外部访问，就可以把属性的名称前加\_\_。
    2.  在Python中，实例的变量如果是以\_\_开头的，就变成一个私有化属性，只有内部可以访问，外部不能访问。

"""
    什么是封装：
        装；网容器即名称空间里面存入名字
        封; 代表将存放与名称空间中的名字给藏起来，这种隐藏对外不对内
    
    为什么要封装：
        封数据属性：将数据属性隐藏起来，类外部无法直接操作属性，需要类内开辟一个接口来外部使用可以间接的操作属性，可以在接口内定义任意的控制逻辑，从而严格控制使用者对属性的操作
        封函数属性：隔离复杂度（开机只有一个按键实际上却又很多操作）
        
    如何封装：
        在类定义的属性前加__开头，（没有__结尾）
        
    底层原理：
        # __开头的属性实现隐藏，只是语法层面上的变形，并不会真的限制类外部的访问
        # 该变形操作只在类定义阶段检测语法时发生一次，类定义阶段之后新增的__开头的属性并不会变形
        # 如果父类不想让子类覆盖自己的属性，可以在属性前加__开头
    """

class Student:
        
        def __init__(self, name, age, gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
        
        def study(self):
            print('学生%s，正在学习' % self.name)
    
    
    st1 = Student('qzk', 18, 'male')
    print(st1.__dict__)  # {'name': 'qzk', 'age': 18, 'gender': 'male'}
    
    
    class Student:
        
        def __init__(self, name, age, gender):
            self.name = name  # 姓名未隐藏封装
            self.__age = age  # 年龄设置为私有化属性
            self.__gender = gender  # 性别设置为私有化属性
        
        def __study(self):  # 类的函数属性也可以私有化
            print('学生%s，正在学习' % self.name)
        
        @property  # property 语法糖是将函数属性伪装成数据属性
        def age(self):  # 以函数伪装成数据的形式，通过 obj.age方式，去查看对象的私有化属性obj.__age
            return self.__age
        
        @age.setter  # 在property 装饰的函数下，内置了一个函数名.setter装饰器，用来修改私有化属性，作为修改私有化属性的接口
        def age(self, age):
            if not isinstance(age, int):
                raise TypeError('请输入正确的数据类型：int')
            else:
                self.__age = age
    
    
    st2 = Student('qzk', 18, 'male')
    print(st2.__dict__)  # {'name': 'qzk', '_Student__age': 18, '_Student__gender': 'male'}
    # 我们发现，被封装的属性，在名称空间的字典中存储的形式是'_类名__属性名'，这在底层就是一种封装，属性私有化一种实现
    # 我们发现如果真的想访问该属性，可以使用如下方式：
    print(st2._Student__age)  # 18 该方式是直接访问底层的字典里面信息，一般不建议这样操作
    # print(st2.__age)  # AttributeError: 'Student' object has no attribute '__age',这样访问会报错，无法访问
    
    # 如果我们真的想访问该信息，一般我们会开一个借口并对其加以控制
    print(st2.age)  # 18
    st2.age = 19
    print(st2.age)  # 19
    st2.age = '十八'  # raise TypeError('请输入正确的数据类型：int')
    # TypeError: 请输入正确的数据类型：int
    
    # property 装饰器，是用来将类的函数属性伪装成数据属性，被装饰过后的函数属性，是不可以进行增删改查操作的，
    # 但是如果实际真的需要增删改查，则需要在所开接口上方进行装饰器（函数名.setter）操作

二、继承：

1.  分类： 继承分为单继承和多继承
2.  定义： 在OOP程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

"""
    继承的特点：
    　　1.在python中，一个子类可以同时继承多个父类
    　　2.在继承背景下去说，python中的类分为两种：新式类 和 经典类
    　　　　1.新式类： 但凡继承object的类，以及该类的子类，都称为新式类（python3中，所有继承关系，父类都默认继承object，因此都是新式类）
    　　　　2.经典类：经典类的概念只有在python2中存在，python2中类的继承，父类不默认继承object，如果是新式类，需要手动继承object。
    　　　　3.在新式类中属性的查找顺序（按照广度优先原则，最后查找object），在经典类中按照深度优先的原则。
    　　　　4.新式类与经典类的区别:继承中属性查找的实现原理不同
    　　3.继承： 利用继承来解决类与类之间的方法冗余问题
    　　4.派生：在子类派生的新方法中重用父类的功能和方法

"""
    # 抽离：先有多个有共同点的类，抽离出共性形成的类 => 父类
    # 派生：通过已有的父类，再去定义该类的子类，这种方式就叫做派生
    
    # 继承：继承是一种关系，子类可以通过父类获取属性和方法，能获取的根据就是继承
    
    # 继承的语法：
    # class 父类名:pass
    # class 子类名(父类名): pass
    class Sup:
        pass
    class Sub(Sup):
        pass
    
    # 继承的规则
    # 1.父类的所有未封装的属性和方法，子类都能访问
    # 2.父类的所有封装的属性和方法，子类都不能访问
    #       -- 在外界通过子类或子类对象，不能访问
    #       -- 在子类内部通过子类或子类对象也不能访问
    
    class Sup:
        __num = 10  # 封装被更名为_Sup__num
    class Sub(Sup):
        def test(self):
            print(self.__num)  # 本质去访问_Sub__num，所以不能访问
            
    # 继承父类的方法：子类没有明文书写父类的方法，通过继承关系拿到
    class Sup:
        def test(self):
            print(self)  # 父类对象调用就是父类对象，子类对象调用就是当前调用的子类对象
            
    class Sub(Sup):
        pass
    Sub().test()
    
    # 重写父类的方法：子类明文书写父类同名的方法，并且实现体自定义
    class Sup:
        def test(self):
            print(self)  # 父类对象调用就是父类对象，子类对象调用就是当前调用的子类对象
            
    class Sub(Sup):
        def test(self):
            print('自己的方法', self)
    Sub().test()
    
    # 重用父类的方法：子类明文书写父类同名的方法，有自己的实现体，但也用父类原有的功能
    class Sup:
        def test(self):
            print(self)  # 父类对象调用就是父类对象，子类对象调用就是当前调用的子类对象
            
    class Sub(Sup):
        def test(self):
            super().test()  # 本质 super(Sub, self).test() py2必须这么写
            print('自己的方法', self)
    Sub().test()

super（）方法

class Sup:
        def __init__(self, name):
            self.name = name
        
        def test(self):
            print(self)
    
    
    class Sub(Sup):
        # 默认父级的__init__可以被继承过来，
        # 但是会出现子类对象的属性比父类多
        def __init__(self, name, salary):
            super().__init__(name)  # 父级有的共性功能通过super()交给父级做
            self.salary = salary  # 子类特有的自己来完成
        
        # 有继承关系下，只要名字相同，即使参数不同，还是属于同一个方法
        def test(self, num):
            super().test()  # 使用父级的方法
            print(num)
            
    # 外界通过Sub对象来调用test方法，一定找自己的test方法(属性的查找顺序)
        
    
    # 重点：super() 可以得到调用父级功能的对象，调用者还是子类对象
    #         -- super()只能在子类的方法中使用
    #        -- super()本质 super(子类类名, 当前对象)
    #        -- super().父类普通方法 | super().__init__() | super()能调用父类所有可继承方法

'''
    继承
    
    1.父类：在类后()中写父类们
    class A:pass
    class B:pass
    class C(A, B):pass
    
    2.属性查找顺序：自己 -> ()左侧的父类 -> 依次往右类推
    
    3.抽离：先定义子类，由子类的共性抽离出父类 - 派生：父类已经创建，通过父类再去派生子类
    
    4.继承关系
        -- 1）父类的所有非封装的属性和方法均能被继承
        -- 2）父类的所有封装的属性和方法均能被继承
        -- 3）在子类中要去使用父类的方法
            -- 子类继承父类方法：子类不需要去实现父类的方法，子类对象可以直接调用父类方法
            -- 重写父类的方法：方法名与父类相同，实现体与父类不同，子类对象调用的是自身方法
            -- 重用父类的方法：方法名与父类相同，实现体中有自己的逻辑也调用了父类的方法(super())
                -- super():在子类中获取可以调用父类方法的对象，且在父类中体现的调用者子类或子类对象
            
    5.复杂继承：一个类可以继承多个类，查找顺序是根据继承父类从左往右的顺序，并且在查找第一个父类时，将父类的父类也进行查找(一个父类分支全部查找完毕才去查找下一个父类分支)    
    
    6.棱形继承
        -- 经典类：py2中类不默认继承object，所以没有明确继承的类就没有继承任何类，这样的类称之为经典类
        -- 新式类：所有直接或间接继承object的类，py2中主动继承object的类及py3中所有的类
        
        -- 前提：父类中有共有属性或方法，子类没有自己去定义这些属性和方法，必须从父类中获取，到底从哪个父类中获取
        -- 经典类：深度查找 a -> b -> d -> c
        -- 新式类：广度优先 a -> b -> c -> d
        d
    b        c
        a
    '''

super（）.属性    方法与    类名.属性    方法    调用父类属性在继承上的区别

"""
    在子类派生出啦的新方法中重用父类功能2：super（）必须在类中用
    super(自己的类名，自己的对象) 必须在类中用
    在python3中，
    super()
        调用该函数会得到一个返回值，是一个特殊的对象，该对象专门用来访问父类的属性！！！完全按照mro列表
        
        总结：严格依赖继承的mro表
        访问是绑定方式，有自动传值的效果
       
    """

1.  多态：
    
        # 多态：对象的多种状态 - 父类对象的多种(子类对象)状态
        
        import abc
        class People(metaclass=abc.ABCMeta):
            def __init__(self, name):
                self.name = name
            @abc.abstractmethod
            def speak(self): pass
        
        class Chinese(People):
            def speak(self):
                print('说中国话')
        class England(People):
            def speak(self):
                print('说英国话')
                
        if __name__ == '__main__':
            # 多态的体现：功能或是需求，需要父类的对象，可以传入父类对象或任意子类对象
            #       注：一般都是规定需要父类对象，传入子类对象
            def ask_someone(obj):
                print('让%s上台演讲' % obj.name)  # 父类提供，自己直接继承
                obj.speak()  # 父类提供，只不过子类重写了
        
            ch = Chinese('王大锤')
            en = England('Tom')
            
            # 传入Chinese | England均可以，因为都是People的一种状态(体现方式)
            ask_someone(ch)
            ask_someone(en)
            
            # 传入str不可以，因为str的对象没有name和speak
            # s = str('白骨精')
            # ask_someone(s)
            # p = People('kkk')
    
    鸭子类型：
2.      # 需求：需要一个对象，该对象有name属性及speak方法，就可以作为一种状态的体现被传入
        def ask_someone(obj):
            print('让%s上台演讲' % obj.name)
            obj.speak()
        
        # 鸭子类型：
        # 1.先规定：有什么属性及什么方法的类的类型叫鸭子类型
        # 2.这些类实例化出的对象，都称之为鸭子，都可以作为需求对象的一种具体体现
        class A:
               # 能有自己特有的属性和方法，可以和B完全不一样，但是必须有鸭子类型规定的属性和方法，不然就不是鸭子类型
            def __init__(self, name):
                self.name = name
            def speak(self): 
                print('说AAAA')
           
                
        class B:
            # 能有自己特有的属性和方法，可以和A完全不一样，但是必须有鸭子类型规定的属性和方法，不然就不是鸭子类型
            def __init__(self, name):
                self.name = name
            def speak(self): 
                print('说BBBB')
                
        ask_someone(B('B'))

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