Objektorientierte Python-Programmierung (2)

1. Vererbung und Ableitung

Wir haben oben gesagt, dass alles in Python ein Objekt ist. Wir haben gemeinsame Eigenschaften und Fähigkeiten aus Objekten extrahiert und das Konzept von Klassen erhalten. Es gibt auch gemeinsame Merkmale zwischen Klassen. Wir können gemeinsame Fähigkeiten und Merkmale aus Klassen mit gemeinsamen Merkmalen und Fähigkeiten extrahieren, die als übergeordnete Klassen bezeichnet werden.

Zum Beispiel haben Lehrer und Schüler Namen, Alter, Geburtstage, Geschlecht usw. und sie können laufen, sprechen und essen. . . Wir können eine „menschliche“ Klasse aus Lehrern und Schülern zusammenfassen, die als Elternklasse bezeichnet wird. Dann sind Lehrer und Schüler Unterklassen der „menschlichen“ Klasse. Die Unterklasse erbt die Elternklasse und weist die Merkmale und Methoden der Elternklasse auf.

Vererbung ist eine Beziehung zwischen dem, was „ist“ und etwas. Vererbung ist eine Methode zum Generieren neuer Klassen, und der Zweck besteht natürlich darin, die Wiederverwendung von Code zu reduzieren.

Die Grundform der Vererbung ist:

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People:
    </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
<span style="color: #0000ff">class</span> Student(People):<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">People称为基类或者父类</span>
    <span style="color: #0000ff">pass</span>

Mehrfachvererbung wird in Python unterstützt und eine Unterklasse kann mehrere übergeordnete Klassen erben

Wir können alle geerbten übergeordneten Klassen über die Methode __bases__ anzeigen, die ein Tupel zurückgibt.

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People:
    </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Animals:
    </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Student(People,Animals):
    </span><span style="color: #0000ff">pass</span>

<span style="color: #0000ff">print</span>(Student.<span style="color: #800080">__bases__</span>)<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">(<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animals'>)</span>
<span style="color: #0000ff">print</span>(People.<span style="color: #800080">__bases__</span>)<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">(<class 'object'>,)</span>

Sie können sehen, dass in der übergeordneten Klasse „Personen“ standardmäßig auch eine Objektklasse geerbt wird. Dies ist der Unterschied zwischen Klassen neuen Stils und klassischen Klassen:
Jede Klasse, die die Objektklasse und ihre Unterklassen erbt, wird aufgerufen Klassen im neuen Stil, die die Objektklasse nicht erben, werden als klassische Klassen bezeichnet.

In Python 3 sind die Standardklassen neue Stile, während in Python 2.X die Standardklassen klassische Klassen sind

Wie kann Vererbung den Code reduzieren? Siehe Beispiel

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People:
    </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age):
        self.name</span>=<span style="color: #000000">name
        self.age</span>=<span style="color: #000000">age
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> walk(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">%s is walkig</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">self.name)

</span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher(People):
    </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age,level):
        People.</span><span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age)
        self.level</span>=<span style="color: #000000">level

t1</span>=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">zhang</span><span style="color: #800000">'</span>,18,10<span style="color: #000000">)
</span><span style="color: #0000ff">print</span>(t1.level) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">10</span>
<span style="color: #0000ff">print</span>(t1.name)  <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">zhang          子类可以用父类定义的属性</span>
t1.walk()   <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">zhang is walking   子类无需定义就可以用父类的方法</span>
<span style="color: #0000ff">print</span>(issubclass(Teacher,People))   <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">True查看Teacher类是不是People类的子类</span>

Wie Sie dem obigen Beispiel entnehmen können, erbt die Teacher-Klasse die People-Klasse der übergeordneten Klasse, aber die Teacher-Klasse verfügt über eine eigene eindeutige Attributebene. Unterklassen können auch ihre eigenen eindeutigen Methoden definieren, die sich sogar mit den Methoden der übergeordneten Klasse überschneiden können Name der Klasse, die Ausführung basiert jedoch auf der Definition der Unterklasse.

Das nennt man Ableitung

2. Kombination

Vererbung löst das Problem, was „etwas“ ist. Dann gibt es ein anderes Szenario, in dem zum Beispiel der Lehrer einen Geburtstag hat, der Schüler auch einen Geburtstag hat und der Geburtstag Attribute wie Jahr und Monat hat und Tag. Wenn jede Klasse es schreibt, dann ist es doppelter Code. Es ist jedoch nicht möglich, dass Schüler und Lehrer die Geburtstagsklasse erben. Hier kommt die Kombination zum Einsatz. Kombination bedeutet, das Problem zu lösen, was etwas „hat“. Siehe Beispiel

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Date:
    </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,year,mon,day):
        self.year</span>=<span style="color: #000000">year
        self.mon</span>=<span style="color: #000000">mon
        self.day</span>=<span style="color: #000000">day
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> tell_birth(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">出生于%s年%s月%s日</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">(self.year,self.mon,self.day))

</span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher:
    </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age,year,mon,day):
        self.name</span>=<span style="color: #000000">name
        self.age</span>=<span style="color: #000000">age
        self.birth</span>=<span style="color: #000000">Date(year,mon,day)
t</span>=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">egon</span><span style="color: #800000">'</span>,19,2010,10,10<span style="color: #000000">)
</span><span style="color: #0000ff">print</span>(t.birth)          <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000"><__main__.Date object at 0x0000017E559380F0></span>
t.birth.tell_birth()    <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">出生于2010年10月10日</span>

Was? Zu viele Parameter? *Lerne *Argumente, solange du glücklich bist

<span style="color: #008080"> 1</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Date:
</span><span style="color: #008080"> 2</span>     <span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,year,mon,day):
</span><span style="color: #008080"> 3</span>         self.year=<span style="color: #000000">year
</span><span style="color: #008080"> 4</span>         self.mon=<span style="color: #000000">mon
</span><span style="color: #008080"> 5</span>         self.day=<span style="color: #000000">day
</span><span style="color: #008080"> 6</span>     <span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> tell_birth(self):
</span><span style="color: #008080"> 7</span>         <span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">出生于%s年%s月%s日</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">(self.year,self.mon,self.day))
</span><span style="color: #008080"> 8</span> 
<span style="color: #008080"> 9</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher:
</span><span style="color: #008080">10</span>     <span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span>(self,name,age,*<span style="color: #000000">args):
</span><span style="color: #008080">11</span>         self.name=<span style="color: #000000">name
</span><span style="color: #008080">12</span>         self.age=<span style="color: #000000">age
</span><span style="color: #008080">13</span>         self.birth=Date(*<span style="color: #000000">args)
</span><span style="color: #008080">14</span> t=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">egon</span><span style="color: #800000">'</span>,19,2010,10,10<span style="color: #000000">)
</span><span style="color: #008080">15</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(t.birth)          <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000"><__main__.Date object at 0x0000017E559380F0></span>
<span style="color: #008080">16</span> t.birth.tell_birth()    <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">出生于2010年10月10日</span>

Code anzeigen

3. Abstrakte Klassen und Schnittstellen

Vererbung hat zwei Verwendungszwecke: 1. Wiederverwendung von Code, Unterklassen erben die Methoden der übergeordneten Klassen

2. Deklarieren Sie, dass eine Unterklasse mit einer übergeordneten Klasse kompatibel ist, und definieren Sie eine Schnittstellenklasse. Schnittstelle Die Schnittstellenklasse definiert einige Schnittstellennamen (dh Funktionsnamen) und implementiert die Funktionen der Schnittstelle nicht Schnittstellenklasse und implementiert Funktionen in der Schnittstelle

Es ist zu beachten, dass es in Python kein Schlüsselwort für die Schnittstelle gibt.
Zum Beispiel ist in Python alles eine Datei, also ist das Programm eine Datei, die Hardware ist eine Datei, und das gilt auch für Textdateien. Wir wissen, was eine Datei ist, das heißt, sie kann gelesen und geschrieben werden. Alle Programme und Textdokumente sollten die Funktionen zum Lesen und Schreiben haben

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Interface:
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
    <span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
    
    
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Txt(Interface):
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)
        
</span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Sata(Interface):
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">硬盘文件的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">硬盘文件的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)

</span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> process(Interface):
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">进程数据的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">进程数据的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span>)

Code anzeigen

这么做的意义就是：我们不需要知道子类有什么具体的方法，既然他们继承了文件类，那他们就是文件，那他们就有读和写这两个功能

父类限制了子类子类必须有read和write这两个方法，而且名字也必须一样（当然现在只是我们主观上的限制，一会我们说完抽象类，就可以从代码级别上限制了），这样就实现了统一，模拟了接口的概念，这就是归一化设计。在归一化设计中，只要是基于一个接口设计的类，那么所有的这些类实例化出来的对象，在用法上是一样的

我们再来说一下抽象类：

Python中的抽象类需要导入一个模块来实现。抽象类只能被继承，不能被实现

抽象类的写法：

<span style="color: #0000ff">import</span><span style="color: #000000"> abc
</span><span style="color: #0000ff">class</span> File(metaclass=<span style="color: #000000">abc.ABCMeta):
    @abc.abstractmethod
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">pass</span><span style="color: #000000">
    @abc.abstractmethod
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">pass</span>
<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">父类使用了抽象类，那子类就必须继承父类的方法，而且名字也必须一样</span><span style="color: #008000">
#</span><span style="color: #008000">这样就实现了代码级别的限制</span>

<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Txt(File):
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">)
    </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self):
        </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span>)

 

4.继承的实现原理

1）继承顺序：

python支持多继承，当一个类继承多个父类时，继承顺序是怎样的呢？这个顺序在新式类和经典类中是不一样的。

在新式类中，继承顺序是广度优先，在经典类中是深度优先，举个栗子：

图不重要，看内容
在这个图中，H是子类，H继承E,F,G，E,F,G，又分别继承B,C,D，B,C,D，同时继承A

在新式类中的顺序是：H E B F C G D A 

在经典类中的顺序是：H E B A F C G D

2）继承原理：

当我们定义一个类后，Python就会根据上面的继承规律解析出一个继承顺序的列表（MRO列表），可以通过mro()查看，但是这个方法只有在新式类中才有，经典类没有

mro

 

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