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Python面向对象编程（二）

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Jul 09, 2017 pm 06:13 PM

python编程面向

1.继承与派生

上文我们已经说过，Python中一切皆对象。我们从对象中抽取了共同特征和技能，得到了类的概念。类与类之间也有共同特征，我们可以从有共同特征和技能的类中提取共同的技能和特征，叫做父类。

比如老师和学生，都有名字，年纪，生日，性别等等，都会走，说话，吃饭。。。我们就可以从老师和学生中总结出来一个‘人’类，称为父类，那老师和学生就是‘人’类的子类，子类继承父类，就有了父类的特征和方法。

继承是一种什么‘是’什么的关系，继承是一种产生新类的方法，当然目的也是为了减少代码重用。

继承的基本形式是：

<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>

在Python中支持多继承，一个子类可以继承多个父类

我们可以通过__bases__的方法查看继承的所有父类，会返回一个元组。　

<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>

可以看到，在People父类中，默认也继承了一个object类，这就是新式类和经典类的区别：
凡是继承了object类的类及其子类，都称为新式类，没有继承object类的类，称为经典类。

在Python 3中，默认就是新式类，而在Python2.X中，默认都是是经典类

继承怎么减少代码呢？看例子

<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>

从上面的例子中可以看到,Teacher类继承了父类People类，但是Teacher又有自己特有的属性level，子类也可以定义自己独有的方法，甚至可以和父类的方法重名，但是执行时会以子类定义的为准。

这就叫做派生

2.组合

继承是解决什么‘是’什么的问题，那还有一种场景就是什么有什么，比如老师有生日，学生也有生日，生日有年月日这些属性，如果每个类都写的话，又是重复代码。但是又不能让学生和老师继承生日类。这时就用到了组合。组合就是解决什么‘有’什么的问题。看例子

<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>

什么？嫌参数太多？*args学过吧，你高兴就好

<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>

View Code

3.抽象类与接口

继承有两种用途：1.代码重用，子类继承父类的方法

　　　　　　　　2.声明某个子类兼容于某父类，定义一个接口类Interface，接口类中定义了一些接口名（就是函数名）且并未实现接口的功能，子类继承接口类，并且实现接口中的功能

需要注意的是，Python中并没有接口的关键字，我们只能是模仿接口的功能
比如在 Python中，一切皆文件嘛，那程序是文件，硬件是文件，文本文档也是文件，我们知道什么叫文件呢，就是能读能写，那程序，文本文档这些，都应该有读和写的功能，我们来模拟一下

<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>)

View Code

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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