Python学习笔记（2）OOP编程

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2. OOP 面向对象编程

类的访问限制

• class中以双下划线开头的变量(如:_private_val)是私有变量, 不能被外部直接访问, 但以双下划线开头和结尾的变量除外(如_name),这种是特殊变量, 能够被外部直接访问
• 私有变量的实现原理是: python解释器将私有变量改成了_Classname__private_val. 所以如果直接访问 _Classname__private_val是可以访问的, 但强烈不推荐这样做, 因为不同版本的Python解释器可能会把__private_val改成不同的变量名.
• 然而直接用a.__private_val=1, 这种赋值是能通过的, 但是注意:这是新建了一个名为__private_val的成员变量, 并不是原来的私有变量(已经被改名成了_Classname__private_val)
• _slots_ 限制用户能对类添加的属性.

class Student(object):
    __slots__ = ('name', 'age') # 用tuple定义允许绑定的属性名称
>>> s.age = 25 # 绑定属性'age'
>>> s.score = 99 # 绑定属性'score'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'score'

注意:_slots_定义的属性仅对当前类实例起作用，对继承的子类是不起作用的

给实例绑定方法

• 通常是直接对类添加方法, 但python支持只对实例绑定方法

>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数作为实例方法
...     self.age = age
...
>>> from types import MethodType
>>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法
>>> s.set_age(25) # 调用实例方法
>>> s.age # 测试结果
25

• 实例属性只对当前实例生效, 类属性对类和所有类的实例生效

@property装饰器

• 读接口用@property装饰, 写接口用@score.setter装饰,score是需要装饰的接口名字.
• 尽管是函数, 但调用时不需要带括号, 把它当做一个变量进行访问. 如果没有定义写接口, 则该"变量"只读, 不可写.
• 注意: 必须要先定义@property才能定义写接口.

class Student(object):
    #get接口
    @property
    def score(self):
        return self._score
    #set接口
    @score.setter
    def score(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError('score must be an integer!')
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError('score must between 0 ~ 100!')
        self._score = value

>>> s = Student()
>>> s.score = 60 # OK，实际转化为s.set_score(60)
>>> s.score # OK，实际转化为s.get_score()
60
>>> s.score = 9999
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: score must between 0 ~ 100!

实例属性与类属性的区别

实例属性是在类中定义，可以通过类或实例访问，但如果给实例绑定一个同名的属性，实例属性会把类属性覆盖掉。
如下例子中，当调用s.name = 'Michael'时，s中其实有两个同名的name属性，一个是类属型("Student")，一个是实例属性("Michael")，实例属性会将类属性覆盖掉，直到它被删掉。

>>> class Student(object):
...     name = 'Student'
...
>>> s = Student() # 创建实例s
>>> print(s.name) # 打印name属性，因为实例并没有name属性，所以会继续查找class的name属性
Student
>>> print(Student.name) # 打印类的name属性
Student
>>> s.name = 'Michael' # 给实例绑定name属性
>>> print(s.name) # 由于实例属性优先级比类属性高，因此，它会屏蔽掉类的name属性
Michael
>>> print(Student.name) # 但是类属性并未消失，用Student.name仍然可以访问
Student
>>> del s.name # 如果删除实例的name属性
>>> print(s.name) # 再次调用s.name，由于实例的name属性没有找到，类的name属性就显示出来了
Student

绑定方法与_slots_

给实例绑定一个方法，注意：

• 绑定实例方法不能直接进行函数赋值，因为需要传入对象实例。
• 另外，实例方法只对单个实例起作用。

>>> def set_age(self, age): # 定义一个函数作为实例方法
...     self.age = age
...
>>> from types import MethodType
>>> s.set_age = MethodType(set_age, s) # 给实例绑定一个方法

给类绑定方法：直接赋值，但函数第一个参数必须为self

• 类绑定方法对所有实例起作用，而且不需要重新实例化，之前创建的实例也起作用

>>> def set_score(self, score):
...     self.score = score
...
>>> Student.set_score = set_score

使用_slots_可以限制添加实例的属性（包括变量 和方法）

类中的特殊函数

• _init_：类的初始化函数/构造函数
• _slot_：限制类及其实例的可添加属性
• _len_: 返回长度，支持len()函数，它自动去调用该对象的_len_()方法
• _str_: print()一个实例时，会调用该函数
• _repr_：直接显示变量调用该函数，为调试服务的

s = Student()
print(s) #调用__str__
s  #调用__repr__

• _iter_: 如果一个类想被用于for ... in循环，类似list或tuple那样，就必须实现一个_iter_()方法，该方法返回一个迭代对象，然后，Python的for循环就会不断调用该迭代对象的_next_()方法拿到循环的下一个值，直到遇到StopIteration错误时退出循环。

class Fib(object):
    def __init__(self):
        self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a，b

    def __iter__(self):
        return self # 实例本身就是迭代对象，故返回自己

    def __next__(self):
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
        if self.a > 100000: # 退出循环的条件
            raise StopIteration()
        return self.a # 返回下一个值

>>> for n in Fib():
...     print(n)
...
1
1
2
3
5
...
46368
75025

• _getitem_: 支持list那样按照下标取出元素

class Fib(object):
    def __getitem__(self, n):
        a, b = 1, 1
        for x in range(n):
            a, b = b, a + b
        return a
>>> f = Fib()
>>> f[0]
1

• _getattr_: 调用对象属性时，如果找不到某个属性，会调用该函数。
• _call_: 支持实例化方法，直接用实例调用方法

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

    def __call__(self):
        print('My name is %s.' % self.name)
        
>>> s = Student('Michael')
>>> s() # self参数不要传入， 调用s.__call__()
My name is Michael.

>>> callable(Student())
True

通过callable()函数，我们就可以判断一个对象是否是“可调用”对象。