一 继承的实现原理
1 继承的实现顺序
从左到有依次查找, 每一个分支查找完了才进行下一个分支的查找
在新式类中每个分支属于同一个父类的时候查找的顺序是如下
这种属于广度优先,就是在新式类中,查找从左到右每个分支依次查找完毕过后,最后在查找他们共同的父类。
在经典类中每个分支属于同一个父类的时候查找的顺序是如下
这种属于深度查找,就是在经典类中,从左到右,每个分支查找到底,在进行下一个分支的查找,但是在他们共同父类第一次查找过后,就不会在查找他们共同的父类了。
1 class A(object): 2 def test(self): 3 print(‘from A‘) 4 5 class B(A): 6 def test(self): 7 print(‘from B‘) 8 9 class C(A): 10 def test(self): 11 print(‘from C‘) 12 13 class D(B): 14 def test(self): 15 print(‘from D‘) 16 17 class E(C): 18 def test(self): 19 print(‘from E‘) 20 21 class F(D,E): 22 # def test(self): 23 # print(‘from F‘) 24 pass 25 f1=F() 26 f1.test() 27 print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表,经典类没有这个属性 28 29 #新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A 30 #经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C 31 #python3中统一都是新式类 32 #pyhon2中才分新式类与经典类
2 继承原理(python如何实现的继承)
python到底是如何实现继承的,对于你定义的每一个类,python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表,这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表,例如
>>> F.mro() #等同于F.__mro__ [<class ‘__main__.F‘>, <class ‘__main__.D‘>, <class ‘__main__.B‘>, <class ‘__main__.E‘>, <class ‘__main__.C‘>, <class ‘__main__.A‘>, <class ‘object‘>]
为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类
二 子类调用父类的方法
子类继承了父类的方法,然后想进行修改,注意了是基于原有的基础上修改,那么就需要在子类中调用父类的方法
方法一:父类名.父类方法()
1 # class People: 2 # def __init__(self,name,age,sex): 3 # self.name=name 4 # self.age=age 5 # self.sex=sex 6 # def foo(self): 7 # print(‘from your‘) 8 # class Teacher(People): 9 # def __init__(self,name,age,sex,level,salary): 10 # People.__init__(self,name,age,sex) #指名道姓的调用People类的__init__的函数 11 # self.level=level 12 # self.salary=salary 13 # def foo(self): 14 # print(‘from sb‘) 15 # t1=Teacher(‘egon‘,81,‘girl‘,-10,3000) 16 # t1.foo()
方法二:super()
1 # class People: 2 # def __init__(self,name,age,sex): 3 # self.name=name 4 # self.age=age 5 # self.sex=sex 6 # def foo(self): 7 # print(‘from your‘) 8 # class Teacher(People): 9 # def __init__(self,name,age,sex,level,salary): 10 # super().__init__(name,age,sex) #调用的是父类__init__的功能,实际上是调用父类的绑定方法 11 # self.level=level 12 # self.salary=salary 13 # def foo(self): 14 # super().foo() 15 # print(‘from sb‘) 16 # t1=Teacher(‘egon‘,81,‘girl‘,-10,3000) 17 # t1.foo()
当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次(注意注意注意:使用super调用的所有属性,都是从MRO列表当前的位置往后找,千万不要通过看代码去找继承关系,一定要看MRO列表)
在python中使用super()时括号里需要加上类名和自己,如下
1 #python2中super()的使用方法是 2 # class People: 3 # def __init__(self,name,age,sex): 4 # self.name=name 5 # self.age=age 6 # self.sex=sex 7 # def foo(self): 8 # print(‘from your‘) 9 # class Teacher(People): 10 # def __init__(self,name,age,sex,level,salary): 11 # super(Teacher.srlf).__init__(name,age,sex) #调用的是父类__init__的功能,实际上是调用父类的绑定方法 12 # self.level=level 13 # self.salary=salary 14 # def foo(self): 15 # super(Teacher.self).foo() 16 # print(‘from sb‘) 17 # t1=Teacher(‘egon‘,81,‘girl‘,-10,3000) 18 # t1.foo()
三 封装
1 什么是封装:将一些东西装起来,然后再给封闭住,不然别人看见。
2 封装的内容:数据的封装和功能的封装。
封装数据是为了将自己的隐私给隐藏起来。
功能的封装只需要给别人提供一个接口即可。
3 封装方法的主要原因是:隔离复杂度(如:快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法,该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了,比如你不必知道你自己的尿是怎么流出来的,你直接掏出自己的接口就能用尿这个功能)
4封装的两个层面
封装其实分为两个层面,但无论哪种层面的封装,都要对外界提供好访问你内部隐藏内容的接口(接口可以理解为入口,有了这个入口,使用者无需且不能够直接访问到内部隐藏的细节,只能走接口,并且我们可以在接口的实现上附加更多的处理逻辑,从而严格控制使用者的访问)
第一个层面的封装(什么都不用做):创建类和对象会分别创建二者的名称空间,我们只能用类名.或者obj.的方式去访问里面的名字,这本身就是一种封装
1 class Teacher(People): 2 def __init__(self,name,age,sex,level,salary): 3 self.name=name 4 self.age=age 5 self.sex=sex 6 self.level=level 7 self.salary=salary 8 def foo(self): 9 print(‘from sb‘) 10 t1=Teacher(‘egon‘,81,‘girl‘,-10,3000) 11 t1.foo() 12 13 14 15 #foo()就是这种封装
对于这一层面的封装(隐藏),类名.和实例名.就是访问隐藏属性的接口
第二个层面的封装:类中把某些属性和方法隐藏起来(或者说定义成私有的),只在类的内部使用、外部无法访问,或者留下少量接口(函数)供外部访问。
在python中用双下划线的方式实现隐藏属性(设置成私有的) 如下:
1 # class People: 2 # __school=‘oldboy‘ 3 # def __init__(self,name,age,sex): 4 # self.name=name 5 # self.__age=age 6 # self.__sex=sex 7 # def __foo(self): 8 # print(‘from your‘) 9 # 10 # t1=People(‘egon‘,81,‘girl‘) 11 # # print(t1._People__age) 12 # t1._People__foo()
1 class Teacher: 2 __school="oldboy" #_Teacher__school 3 def __init__(self,name,salary): 4 self.name=name 5 self.__salary=salary # _Teacher__salary 6 def foo(self): #_Teacher__foo 7 print("====>",self.__salary) 8 #调用时已经变成 print("====>",self._Teacher__salary) 9 t=Teacher(‘egon‘,30000) 10 print(t.foo())
这种自动变形的特点:
1.类中定义的只能在内部使用,如self.__salary,引用的就是变形的结果。
2.这种变形其实正是针对外部的变形,在外部是无法通过__salary这个名字访问到的。
2.在子类定义的__salary不会覆盖在父类定义的__salary,因为子类中变形成了:_子类名__salary,而父类中变形成了:_父类名__salary,即双下滑线开头的属性在继承给子类时,子类是无法覆盖的。
注意:对于这一层面的封装(隐藏),我们需要在类中定义一个函数(接口函数)在它内部访问被隐藏的属性,然后外部就可以使用了
这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性,知道了类名和属性名就可以拼出名字:_类名__属性,然后就可以访问了,如a._A__N
>>> a=A() >>> a._A__N 0 >>> a._A__X 10 >>> A._A__N 0
变形的过程只在类的定义是发生一次,在定义后的赋值操作,不会变形
在继承中,父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以将方法定义为私有的
1 #正常情况 2 >>> class A: 3 ... def fa(self): 4 ... print(‘from A‘) 5 ... def test(self): 6 ... self.fa() 7 ... 8 >>> class B(A): 9 ... def fa(self): 10 ... print(‘from B‘) 11 ... 12 >>> b=B() 13 >>> b.test() 14 from B
1 #把fa定义成私有的,即__fa 2 >>> class A: 3 ... def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa 4 ... print(‘from A‘) 5 ... def test(self): 6 ... self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa 7 ... 8 >>> class B(A): 9 ... def __fa(self): 10 ... print(‘from B‘) 11 ... 12 >>> b=B() 13 >>> b.test() 14 from A
python并不会真的阻止你访问私有的属性,模块也遵循这种约定,如果模块名以单下划线开头,那么from module import *时不能被导入,但是你from module import _private_module依然是可以导入的
其实很多时候你去调用一个模块的功能时会遇到单下划线开头的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),这些都是私有的,原则上是供内部调用的,作为外部的你,一意孤行也是可以用的,只不过显得稍微麻烦一点点
python要想与其他编程语言一样,严格控制属性的访问权限,只能借助内置方法如__getattr__,详见面向对象进阶
5 特性(propert)
什么事特性:property是一种特殊的属性,访问它时会执行一段功能(函数)然后返回BMI指数(bmi是计算而来的,但很明显它听起来像是一个属性而非方法,如果我们将其做成一个属性,更便于理解)
例
1 # class People: 2 # def __init__(self,name,age,sex,height,weight): 3 # self.__name=name 4 # self.__age=age 5 # self.__sex=sex 6 # self.__height=height 7 # self.__weight=weight 8 # @property #bmi=property(bmi) 9 # def bmi(self): 10 # res=self.__weight / (self.__height ** 2 ) 11 # print(‘name %s bmi %s‘%(self.__name,res)) 12 13 # 14 # egon=People(‘egon‘,18,‘male‘,1.79,70) 15 # egon.bmi
当property函数装饰后,返回的结果是一个数据数学,property函数装饰后,还可以有增删改的作用,调用就可以使用例二
1 # class People: 2 # def __init__(self,name,age,sex,height,weight): 3 # self.__name=name 4 # self.__age=age 5 # self.__sex=sex 6 # self.__height=height 7 # self.__weight=weight 8 # @property #name=property(name) 9 # def name(self): 10 # print(self.__name) 11 # # @name.setter 12 # # def name(self,val): 13 # # self.__name=val 14 # 15 # @name.deleter 16 # def name(self): 17 # raise PermissionError(‘不让删‘) 18 # 19 # egon=People(‘egon‘,18,‘male‘,1.79,70) 20 # egon.name #egon 21 # 22 # del egon.name 23 #
为什么要用property:将一个类的函数定义成特性以后,对象再去使用的时候obj.name,根本无法察觉自己的name是执行了一个函数然后计算出来的,这种特性的使用方式遵循了统一访问的原则