day16 类的封装继承

封装

  1. 属性和方法的访问权限
    私有的：在类的外部不可以使用，也不可以继承
    保护的：在类的外部不可以使用，可以继承
    公开的：在类的外部可以使用，也可以被继承

  2. python的私有化
    python中属性和方法的访问权限只有公开，但是提供了另一种私有化的方式。

    • python中在属性或者方法名前加__，就可以将属性或者方法变成私有的(注意：只能两__开头，不能__结尾)
    • 私有的属性和方法只能在类的内部使用，不能在类的外面使用

  3. python私有化的原理
    在名字前是_的属性和方法前再加'类名'去保存属性和方法

class Person:
    num = 61
    __num2 = 62

    def __init__(self, name='张三', age=0):
        self.name = name
        self.age = age
        self.__sex = '男'

    def eat(self, food):
        print(self.__sex)
        print(self.name, food)
        self.__run()

    def __run(self):
        print('%s在跑步' % self.name)

    @classmethod
    def show_num(cls):
        print('人类的数量:%d, %d' % (cls.num, cls.__num2))

    @staticmethod
    def func1():
        print('人类要保护大自然!')


p1 = Person()

print(Person.num)
# print(Person.__num2)

print(p1.name)
# print(p1.__sex)
print(p1._Person__sex)

p1.eat('面条')
# p1.run()

Person.show_num()
Person.func1()
print(p1.__dict__)

getter和setter

  1. 应用场景
    getter: 获取对象属性的值之前想要做点儿别的事情，就给这个属性添加getter
    setter: 给对象属性赋值之前想要做点儿别的事情，就给这个属性添加setter

  2. getter

    • 第一步：声明属性的时候在属性名前加_
    • 第二步: 声明函数(函数没有除了self以外的参数，但是要与返回值。返回值就是获取属性拿到的值)
@property
def 去掉_的属性名(self):
    做点别的事情
    返回属性的值
  • 第三步：在类的外部通过对象.去掉_的属性去获取相关的属性
  1. setter - 想要添加setter必须先要有getter
    • 第一步：声明属性的时候在属性名前加_
    • 第二步: 声明函数(函数除了self以外还需要一个参数，没有返回值。这儿的参数代表给属性赋的值)
@属性名去掉_.setter
def 去掉_的属性名(self, 参数):
    做点别的事情
    给属性赋值
  • 第三步：在类的外部通过对象.去掉_的属性去给相关属性赋值
class Person:
    def __init__(self, name=''):
        self.name = name
        self._age = 0
        self._week = 7    # 属性名前有_，使用属性的时候不要直接用

    @property
    def age(self):
        return self._age

    # 给age添加setter
    @age.setter
    def age(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError
        if not (0 <= value <= 150):
            raise ValueError
        self._age = value

    # 给week添加getter
    @property
    def week(self):
        if self._week < 7:
            return '星期%d' % self._week
        else:
            return '星期天'

    @week.setter
    def week(self, value):
        self._week = value

p1 = Person('小明')

# 通过不带_的属性给属性赋值实质是在调用setter对应的函数
p1.age = 45
p1.age = 3

# 这个操作实质是在调用week函数
# 通过不带_的属性来获取属性的值实质是在调用getter对应的函数
print(p1.week)
p1.week = 4

类的继承

  1. 什么是继承
    一个类继承另外一个类，其中会产生继承者和被继承者。这儿的继承者叫子类，被继承者叫父类/超类。继承就是让子类直接拥有父类的方法和属性

  2. 怎么继承

    • 语法：
      class 类名(父类列表):
      类的内容

    • 说明：
      a.python中所有的类都是直接或者间接继承自基类object
      class 类名: ===> class 类名(object):
      b.python中的继承支持多继承， 父类列表中可以有多个类，多个类之间用逗号隔开

  1. 能继承哪些东西: 所有的属性和方法都能够继承
    • 注意：
      a.__slots__的值继承后没有效果
      b.在类中给__slots__赋值后，当前类的对象不能使用__dict__;但是这个类的子类对象可以使用__dict__,
      只是__dict__中没有从父类继承下来的对象属性，只有在子类中添加的对象属性
      c.如果父类没有给__slots__赋值，直接给子类的__slots__，无效！
class Person(object):
    num = 61
    # __slots__ = ('name', 'age', 'sex', '__face')

    def __init__(self,name='zhangsan', age=0, sex='男'):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        self.__face = 60

    def eat(self, food):
        print('%s在吃%s' % (self.name, food))

    @classmethod
    def show_num(cls):
        print('人类的数量:%d' % cls.num)


class Student(Person):
    # __slots__ = ('name', 'age', 'sex', '__face')
    pass
#

def main():
    # Student.num = 20
    print(Student.num)

    stu = Student()
    print(stu.name)
    # print(stu.__dict__)
    # print(stu.__face)

    stu.eat('海底捞')

    Student.show_num()

    p1 = Person()
    # print(p1.__dict__)
    # p1.score = 100

    stu.score = 100
    print(stu.score)
    print(stu.__dict__)

方法的添加重写

  1. 添加方法
    直接在子类中声明新的方法

  2. 重写方法

    • 在子类中重新实现父类的方法 - 完全重写
    • 保留父类的功能在子类中添加新的功能 - 部分重写（在子类方法中通过'super().'的方式调用父类方法）

  3. 类中函数的调用过程
    回到函数声明的位置：先看当前类中是否有方法，如果有就直接调用当前类中的方法；没有就去看父类中有没有这个方法；如果父类中也没有就看父类的父类中有没有....直到找到object类，如果object中也没有就报错！

添加属性

  1. 类的字段
    直接在子类中声明新的字段
class Person(object):
    num = 61

    def __init__(self,name='zhangsan', age=0, sex='男'):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        self.__face = 60

    def eat(self, food):
        print('%s在吃%s' % (self.name, food))

    @classmethod
    def show_num(cls):
        print('人类的数量:%d' % cls.num)


class Student(Person):
    num2 = 100

    # 添加方法
    def study(self):
        print('%s在写代码' % self.name)

    @classmethod
    def func1(cls):
        print('我是学生类的类方法')

    @staticmethod
    def func2():
        print('我是学生类的静态方法')

    @classmethod
    def show_num(cls):
        print('学生数量:%d' % cls.num)

    def eat(self, food):
        super().eat(food)
        print('吃饱了')


def main():
    p1 = Person('张三')
    stu1 = Student('李四')
    stu1.study()

    Student.func1()
    # 子类可以使用父类的属性和方法，但是父类不能使用子类中添加的属性和方法
    # Person.func2()

    Person.show_num()
    Student.show_num()

    stu1.eat('包子')

    print(Student.num2)
  1. 添加对象属性:
    对象属性其实是通过继承init方法继承下来的
class Animal:

    def __init__(self, age):
        self.age = age
        self.color = '灰色'


class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, age):
        # 调用父类的init方法来继承父类的对象属性
        super().__init__(age)
        self.name = name


class Cat(Animal):
    pass

练习：
1.声明人类有属性：名字、年龄、性别
2.声明学生类有属性：名字、年龄、性别、学号、分数
3.要求：创建人的对象的时候名字必须赋值，性别可以赋值也可以不赋值，年龄不能赋值；
4.创建学生对象的时候名字可以赋值可以不赋值，学号必须赋值，分数和性别、年龄不能赋值

class Person:
    def __init__(self, name, sex='男'):
        self.name = name
        self.age = 0
        self.sex = sex


class Student(Person):
    def __init__(self, id, name='张三'):
        super().__init__(name, '女')
        self.id = id
        self.score = 0

多继承

class 类名(父类1, 父类2,....):
    类的内容

多继承的时候，多个父类中的所有方法和字段都可以继承，只是对象属性只能继承第一个父类的

class Animal:
    def __init__(self, name=''):
        self.name = name
        self.age = 0
        self.color = '黑色'

    def fun1(self):
        print('动物中的对象方法')


class Fly:
    def __init__(self):
        self.height = 1000

    def func2(self):
        print('飞行类的对象方法')


class Bird(Animal, Fly):
    pass


def main():
    b1 = Bird()
    b1.fun1()
    b1.func2()
    print(b1.name, b1.age)
    # print(b1.height)  # 'Bird' object has no attribute 'height'

运算符重载

  1. 什么是运算符重载
    通过实现类中相应的魔法方法来让当前类的对象支持相应的运算符

    • 注意：python中所有的数据类型都是类; 所有的数据都是对象
class Student(object):
    def __init__(self, name='', age=0, score=0):
        self.name = name
        self.age = age
        self.score = score

    def __repr__(self):
        return '<' + str(self.__dict__)[1:-1] + '>'

    # 实现'+'对应的魔法方法，让两个学生对象能够进行+操作
    # self和other的关系： self+other    ==> self.__add__(other)
    # 返回值就是运算结果
    def __add__(self, other):
        # a.支持Student+Student:
        return self.age + other.age
        # b.支持Student+数字
        # return self.age + other

    # self * other
    # 将other当成数字
    def __mul__(self, other):
        return self.name * other

    # self和other都是学生对象
    # 注意：大于和小于运算符是需要重载一个就行
    def __gt__(self, other):
        return self.score > other.score


def main():
    stu1 = Student('小花', 18, 90)
    stu2 = Student('夏明', 20, 78)
    stu3 = Student('小红', 17, 99)

    # 所有类的对象都支持'=='和'!='运算
    print(stu1 == stu2)

    print(stu1 + stu2)     # print(stu1.__add__(stu2))

    # print(stu1 > stu2)
    # print(stu1 < stu2)

    print(stu1 * 2)   # print(stu1.__mul__(2))

    students = [stu1, stu2, stu3]
    print(students)
    students.sort()
    print(students)

内存管理

  1. 数据的存储

    • 内存分为栈区间和堆区间；从底层来看，栈区间的内存的开辟和释放是系统自动管理的，堆区间的内存是由程序员通过代码开辟(malloc)和释放的

    • 从python语言角度，栈区间的内存的开辟和释放是系统自动管理的，堆区间的内存关键也已经封装好了,程序员也不需要写代码来开辟空间和释放空间

    • a.python中变量本身是存在栈区间的，函数调用过程是在栈区间; 对象都是存在堆区间(python中所有数据都是对象)

    • b.变量赋值过程：先堆区间开辟空间将数据存起来， 然将数据对应的地址存到栈区间的变量中。
      数字和字符串比较特殊，赋值的时候不会直接开辟空间，而是先检测之前有没有存储过这个数据，如果有就用之前的数据的地址

  2. 内存释放(垃圾回收机制)原理：
    python中的每个对象都有一个属性叫'引用计数',表示当前对象的引用的个数。判断一个对象是否销毁就看对象的引用计数是否为0；为0的就销毁，不为0的就不销毁。

getrefcount函数：
getrefcount(对象)  -> 获取对象的引用计数
"""
from sys import getrefcount


def main():
    list1 = [1, 2]
    print(getrefcount(list1))      # 2

    # 使用不同的变量存对象地址会增加引用计数
    list2 = list1
    print(getrefcount(list1))     # 3

    [1, list1]
    print(getrefcount(list1))    # 3

    # def func1(obj):
    #     print(getrefcount(list1))
    #
    # func1(list1)

    print(getrefcount(list1))

    list1 = []
    print(getrefcount(list2))   # 2

    del list2
    # print(getrefcount(list2))   # UnboundLocalError


    # def getrefcount(obj):
    #     obj = list1
    #     获取obj的引用计数

    bullets = [{'x': 10, 'y': 20}, {'x': 30, 'y': 10}, {'x': 100, 'y': 200}]
    del bullets[2]

    bullets.pop(0)
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