20.Python略有小成(面向对象Ⅱ)

python(面向对象ⅱ)

一、类的空间问题

1. 何处可以添加对象属性

   class a:
       def __init__(self,name):
           self.name = name
       def func(self,sex):
           self.sex = sex
   
   # 类外面可以：
   obj = a('barry')
   obj.age = 18
   print(obj.__dict__)  # {'name': 'barry', 'age': 18}
   
   # 类内部也可以：
   obj = a('barry') # __init__方法可以。
   obj.func('男')  # func 方法也可以。
   
   # 总结:对象的属性不仅可以在__init__里面添加，还可以在类的其他方法或者类的外面添加。

2. 何处可以添加类的静态属性

   class a:
       def __init__(self,name):
           self.name = name
       def func(self,sex):
           self.sex = sex
       def func1(self):
           a.bbb = 'ccc'
   
   # 类的外部可以添加
   a.aaa = 'taibai'
   print(a.__dict__)
   
   # 类的内部也可以添加。
   a.func1(111)
   print(a.__dict__)
   
   # 总结：类的属性不仅可以在类内部添加，还可以在类的外部添加。

3. 对象如何找到类的属性

   之前咱们都学习过，实例化一个对象，可以通过点的方式找到类中的属性

   那么他为什么可以找到类中的属性呢 , 如下图 :

   

   对象查找属性的顺序：先从对象空间找 ------> 类空间找 ------> 父类空间找

   类名查找属性的顺序：先从本类空间找 -------> 父类空间找

   单向不可逆，类名不可能找到对象的属性。

   对象与对象之间原则上互相独立(除去组合这种特殊的关系外)

二、类与类之间的关系

类与类中存在以下关系:

1. 依赖关系(主从关系)

   将一个类的对象或者类名传到另一个类的方法中

   class elephant:
       def __init__(self, name):
           self.name = name
       def e_open(self,ref1):
           print(f"{self.name}要开门了，默念三声，开")
           ref1.open_door()
       def e_close(self,ref2):
           print(f"{self.name}要关门了，默念三声，关")
           ref2.close_door()
   class refrigerator:
       def __init__(self, name):
           self.name = name
       def open_door(self):
           print(f"{self.name}冰箱门被打开了")
       def close_door(self):
           print(f"{self.name}冰箱门被关上了")
   elephant = elephant('大象')
   haier = refrigerator('美丽')
   elephant.e_open(haier)
   elephant.e_close(haier)

2. 组合关系(关联,聚合)

   这三个在代码写法是一样的,但含义上不一样.

   • 关联关系 : 两种事物必须是互相关联的,但是在某些特殊情况下是可以更改和更换的

     class boy:
         def __init__(self,name):
             self.name = name
         def meet(self,girl_friend=none):
             self.girl_friend = girl_friend
         def have_a_diner(self):
             if self.girl_friend:
                 print('%s和%s一起晚饭'%(self.name,self.girl_friend.name))
                 self.girl_friend.shopping(self)
             else:
                 print('一个人吃饭')
     class girl:
         def __init__(self,name,age):
             self.name = name
             self.age = age
         def shopping(self,boy_friend):
             print(f"{self.name},{boy_friend.name}一起去购物")
     
     wu=boy("老道")
     flower=girl("尼姑",48)
     wu.meet(flower)
     wu.have_a_diner()
     
     # 注意:此时boy和girl两个类之间就是关联关系,两个类的对象紧密联系,其中一个如果没有了,另一个就孤单存在,关联关系其实就是当我需要你,你也属于我,这就是关联关系.

   • 聚合关系 : 属于关联关系中的一种特例,侧重点是xxx和xxx聚合成xxx,各有各的声明周期,互相独立.

   • 组合关系 : 属于关联关系中的一种特例,写法上差不多,组合关系比聚合还要紧密,互相关联,将一个类的对象封装到另一个类的对象的属性中,就叫组合

     组合关系和聚合关系，其实代码上差别不大，以组合关系举例：

     # 设计一个游戏人物类,让实例化几个对象让这几个游戏人物实现互殴的效果,同时增加装备系统.
     class gamerole:
         def __init__(self,name,ad,hp):
             self.name = name
             self.ad = ad
             self.hp = hp  
         def equip_weapon(self,wea):
             self.wea = wea  # 组合：给一个对象封装一个属性改属性是另一个类的对象
     class weapon:
         def __init__(self,name,ad):
             self.name = name
             self.ad = ad
         def weapon_attack(self,p1,p2):
             p2.hp = p2.hp - self.ad - p1.ad
             print('%s 利用 %s 攻击了%s,%s还剩%s血'
                   %(p1.name,self.name,p2.name,p2.name,p2.hp))
     
     # 实例化三个人物对象：
     barry = gamerole('师太',10,100)
     panky = gamerole('师爷',20,250)
     pillow = weapon('拖鞋',10)
     
     # 给人物装备武器对象。
     barry.equip_weapon(pillow)
     
     # 开始攻击
     barry.wea.weapon_attack(barry,panky)
     
     # 注意:上面就是组合,只要是人物.equip_weapon这个方法,那么人物就封装了一个武器对象,再利用武器对象调用其类中的weapon_attack方法。

3. 继承关系

   官方说法 : 继承（英语：inheritance）是面向对象软件技术当中的一个概念。如果一个类别a“继承自”另一个类别b，就把这个a称为“b的子类别”，而把b称为“a的父类别”也可以称“b是a的超类”。继承可以使得子类别具有父类别的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码。在令子类别继承父类别的同时，可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父类别的原有属性和方法，使其获得与父类别不同的功能。

   1. 面向对象的三大特性 : 封装,继承,多态

   2. 什么是继承

      b继承a类,b就叫做a的子类,a叫做b的父类,基类,超类,b类以及b类的对象使用a类的所有的属性以及方法

      举例如下 :

      # 正常类的用法
      class person:
          def __init__(self,name,sex,age):
              self.name = name
              self.age = age
              self.sex = sex
      class cat:
          def __init__(self,name,sex,age):
              self.name = name
              self.age = age
              self.sex = sex
      class dog:
          def __init__(self,name,sex,age):
              self.name = name
              self.age = age
              self.sex = sex
      
      # 继承的用法：
      class aniaml(object): # 在这里 aminal 叫做父类,基类,超类。
          def __init__(self,name,sex,age):
                  self.name = name
                  self.age = age
                  self.sex = sex
      class person(aniaml): # person: 子类，派生类。
          pass
      class cat(aniaml): # cat: 子类，派生类。
          pass
      class dog(aniaml): # dog: 子类，派生类。
          pass

   3. 继承的优点

      1. 减少代码重复
      2. 增加类的耦合性
      3. 代码规范化合理化

   4. 继承分类

      1. 单继承

         • 类名对象执行父类方法,子类以及子类对象只能调用父类的属性以及方法,不能操作(增删改)

           class aniaml(object):
               type_name = '动物类'
               def __init__(self,name,sex,age):
                       self.name = name
                       self.age = age
                       self.sex = sex
               def eat(self):
                   print(self)
                   print('吃东西')
           class person(aniaml):
               pass
           class cat(aniaml):
               pass
           class dog(aniaml):
               pass
           
           # 类名：
           print(person.type_name)  # 可以调用父类的属性，方法。
           person.eat(111)
           print(person.type_name)
           
           # 对象：
           # 实例化对象
           p1 = person('师太','女',20)
           print(p1.__dict__)
           
           # 对象执行类的父类的属性，方法。
           print(p1.type_name)
           p1.type_name = '666'
           print(p1)
           p1.eat()

         • 执行顺序

           class aniaml(object):
               type_name = '动物类'
               def __init__(self,name,sex,age):
                       self.name = name
                       self.age = age
                       self.sex = sex
               def eat(self):
                   print(self)
                   print('吃东西')
           class person(aniaml):
               def eat(self):
                   print('%s 吃饭'%self.name)
           class cat(aniaml):
               pass
           class dog(aniaml):
               pass
           p1 = person('lala','女',20)
           # 实例化对象时必须执行__init__方法,类中没有，从父类找，父类没有，从object类中找。
           p1.eat()
           # 先要执行自己类中的eat方法，自己类没有才能执行父类中的方法。

         • 同时执行类以及父类方法

           方法一

           子类的方法中写上：父类.func(对象,其他参数)

           class aniaml(object):
               type_name = '动物类'
               def __init__(self,name,sex,age):
                       self.name = name
                       self.age = age
                       self.sex = sex
               def eat(self):
                   print('吃东西')
           class person(aniaml):
               def __init__(self,name,sex,age,mind):
                   aniaml.__init__(self,name,sex,age)  # 方法一
                   self.mind = mind
               def eat(self):
                   super().eat()
                   print('%s 吃饭'%self.name)
           class cat(aniaml):
               pass
           class dog(aniaml):
               pass
           
           # 方法一： aniaml.__init__(self,name,sex,age)
           p1 = person('师太','女',20,'武艺高强')
           print(p1.__dict__)

           方法二

           利用super，super().func(参数)

           class aniaml(object):
               type_name = '动物类'
               def __init__(self,name,sex,age):
                       self.name = name
                       self.age = age
                       self.sex = sex
               def eat(self):
                   print('吃东西')
           class person(aniaml):
               def __init__(self,name,sex,age,mind):
                   # super(person,self).__init__(name,sex,age)  
                   # super()括号内可不写person,self 在python自动执行此操作
                   super().__init__(name,sex,age)  # 方法二
                   self.mind = mind
               def eat(self):
                   super().eat()
                   print('%s 吃饭'%self.name)
           class cat(aniaml):
               pass
           class dog(aniaml):
               pass
           p1 = person('师太','女',20,'武艺高强')
           print(p1.__dict__)

      2. 多继承

         class shenxian:
             def fei(self):
                 print("飞")
         class monkey:
             def pi(self):
                 print("皮")
         class sunwukong(shenxian, monkey): # 孙悟空是神仙,同时也是也只猴
             pass
         sxz = sunwukong() # 孙悟空
         sxz.pi() # 此时猴子皮
         sxz.fei() # 此时会飞

         当两个超类中出现了重名方法的时候,这时就涉及到如何查找超类方法的这个问题.即mro(method resolution order) 问题. 在python中这是个很复杂的问题. 因为在不同的python版本中使用的是不同的算法来完成mro的.

   5. python中类的种类（继承需要） :

      class a:
          pass
      class b(a):
          pass
      class c(a):
          pass
      class d(b, c):
          pass
      class e:
          pass
      class f(d, e):
          pass
      class g(f, d):
          pass
      class h:
          pass
      class foo(h, g):
          pass

      1. python2.2之前 : 都是经典类,

      2. python2.2-python2.7存在两种类型 :经典类,新式类

      3. python3x只有新式类

         • 经典类 : 基类不继承object,查询规则依靠深度优先原则(画图)

           从头开始,从左往右.,一条路跑到头,然后回头,继续一条路跑到头,就是经典类的mro算法

           foo-> h -> g -> f -> e -> d -> b -> a -> c

           

         • 新式类 : 基类必须继承object,查询规则依靠mro算法,mro是一个有序列表l,在类被创建时就计算出来。
           通用计算公式为：

           mro(child(base1，base2))=[child]+merge( mro(base1),mro(base2),[base1,base2])
           （其中child继承自base1, base2）

           merge操作示例：

           如计算merge( [e,o], [c,e,f,o], [c] )
           有三个列表 ：  ①      ②          ③
           1 merge不为空，取出第一个列表列表①的表头e，进行判断                              
              各个列表的表尾分别是[o], [e,f,o]，e在这些表尾的集合中，因而跳过当前当前列表
           2 取出列表②的表头c，进行判断
              c不在各个列表的集合中，因而将c拿出到merge外，并从所有表头删除
              merge( [e,o], [c,e,f,o], [c]) = [c] + merge( [e,o], [e,f,o] )
           3 进行下一次新的merge操作 ......
           --------------------- 

           计算mro(a)方式：

           # mro(a)内部运行情况如下
           mro(a) = mro( a(b,c) )
           原式= [a] + merge( mro(b),mro(c),[b,c] )
             mro(b) = mro( b(d,e) )
                    = [b] + merge( mro(d), mro(e), [d,e] )  # 多继承
                    = [b] + merge( [d,o] , [e,o] , [d,e] )  # 单继承mro(d(o))=[d,o]
                    = [b,d] + merge( [o] , [e,o]  ,  [e] )  # 拿出并删除d
                    = [b,d,e] + merge([o] ,  [o])
                    = [b,d,e,o]
             mro(c) = mro( c(e,f) )
                    = [c] + merge( mro(e), mro(f), [e,f] )
                    = [c] + merge( [e,o] , [f,o] , [e,f] )
                    = [c,e] + merge( [o] , [f,o]  ,  [f] )  # 跳过o，拿出并删除
                    = [c,e,f] + merge([o] ,  [o])
                    = [c,e,f,o]
           原式= [a] + merge( [b,d,e,o], [c,e,f,o], [b,c])
               = [a,b] + merge( [d,e,o], [c,e,f,o],   [c])
               = [a,b,d] + merge( [e,o], [c,e,f,o],   [c])  # 跳过e
               = [a,b,d,c] + merge([e,o],  [e,f,o])
               = [a,b,d,c,e] + merge([o],    [f,o])  # 跳过o
               = [a,b,d,c,e,f] + merge([o],    [o])
               = [a,b,d,c,e,f,o]
           --------------------- 
           # python提供了简单的方法查询
           python(mro(a)) # 此时会打印出a的超级之间的排序关系