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在开始之前，我一直企图找到一个通俗直观的例子来介绍面向对象。找来找去，发现什么都可以是面向对象，什么又都不是面向对象。后来我发现，人类认识社会的方式更多的就是面向对象的方式。“物以类聚、人以群分”，这句话好像给我们的面向对象有很好的诠释。会飞的是鸟类，会游的是鱼类。人们总是很会捕捉生活中各种事物的特征，并进行分类。这其实就是一种面向对象的思想。 不同的对象总是有着不同的特征，同一类的对象总是有着相似或者相同的特征 有一句话叫做“一切皆对象“，这就意味着编程要进阶，面向对象是我们绕不过去的坎。 1. 面向过程与面向对象目标：把大象装进冰箱  1.1 面向过程面向过程是一种以事件为中心的编程思想，编程的时候把解决问题的步骤分析出来，并且按步骤实现。 在这里面：我们的事件是把大象装进冰箱，所以我们需要把这件事情拆成各个小步骤，并且实现每个小步骤 a = '大象'open_ice_door() # 开冰箱门，需要自己实现开冰箱门的函数push(a) # 推大象进入close_ice_door() # 关冰箱门，需要自己实现关冰箱门的函数那如果是把大象装进洗衣机呢？ 那如果是把大象装进铁笼呢？ a = '大象'open_hot_door() # 开铁笼门，需要自己实现开铁笼门的函数push(a) # 推大象进入close_hot_door() # 关铁笼门，需要自己实现关铁笼门的函数那我要是想，今天关冰箱、明天关洗衣机、后天关铁笼呢？我要是想关狮子、老虎呢？我要是想冰箱关大象、洗衣机关狮子、笼子关老虎呢？ 我们发现，需求会越来越复杂，代码量越来越多，重复代码也越来越多，而且真正复杂的场景下，我们是没办法写出完整的面向过程的代码的。 这个时候，聪明的开发者们，就开始发挥自己的聪明才智了。 他们发现，这件事情本质就是：把一个动物关进一个容器里面，这个容器可以开门也可以关门，开门和关门这个动作是一样的，而且这个容器是可以复用的。 1.2 面向对象上面的任务中：我们需要自己创造冰箱、洗衣机、笼子，并且实现开关门方法。 于是，我们就可以把通用的方法封装起来 a = '大象'ice_box = IceBox() # 冰箱对象ice_box.open_door() # 通知冰箱开门push(a) # 推大象进入ice_box.close_door() # 通知冰箱关门面向对象的思想主要是以对象为主，将一个问题抽象出具体的对象，并且将抽象出来的对象和对象的属性和方法封装成一个类。 例如上面，我们可以把冰箱、洗衣机、铁笼子抽象成一个盒子对象，这个盒子可以开门、也可以关门。 任何脱离面向过程空谈面向对象的都是耍流氓！ 面向对象的方法，本质上还是为面向过程服务的，因为计算机解决问题的方法永远都是面向过程的。面向对象只是人类的狂欢，只是为了让程序看起来更符合人的思考方式。 2. 类与对象2.1 类类是一组相关属性和行为的集合 最常见的类是什么？人类！ 人类的属性：有两个眼睛、一个鼻子、一个嘴巴、两个耳朵、一个头、两只手、两条腿 人类的行为：走、跑、跳、呼吸、吃饭 2.2 对象类的实例，由类创造。 人类是人吗？不是 你是人吗？是 所以。人类是一个抽象的类。你是具体的一个人类对象。 人类是女娲娘娘画的图纸。对象是女娲娘娘根据图纸一个一个捏出来的小人。 3. python 面向对象程序员，你有对象吗？没有？那就自己new一个吧 3.1 类的定义其实我们前面已经举了很多例子，也定义了很多类 在Python中可以使用class关键字定义类。 关键字class后面跟着类名，类名通常是大写字母开头的单词，紧接着是(object)，表示该类是从哪个类继承下来的。通常，如果没有合适的继承类，就使用object类，这是所有类最终都会继承下来的类。 # 类名 Person 通常是大写字母开头的单词# (object) 表示继承自object这个类，暂时不知道继承的可以先跳过class Person(object): pass这里我们就定义了一个最基本的类。写在类中的函数，我们通常称之为（对象的）方法 3.2 创建对象3.3 对象的方法写在类中的函数，我们通常称之为（对象的）方法 class Person(object): def talk(self): print('我是一个对象的方法') person = Person() person.talk() # 使用 . 访问对象的属性或者方法3.3 对象的属性__init__ 是一个特殊方法，在创建对象时进行初始化操作，它会自动执行，他的第一个参数永远都是self，代表实例本身。 >>> xiaoming = Person('小明', '男') # 创建一个名叫小明的男孩对象# 当创建对象的时候，会自动执行这个函数>>> print(xiaoming.name)# 小明>>> xiaoming.talk()# 我的名字是：小明，我的性别是：男----------------------------------------------------------------------->>> xiaohong = Person('小红', '女') # 创建一个名叫小红的女孩对象# 当创建对象的时候，会自动执行这个函数>>> print(xiaohong.name)# 小红>>> xiaoming.talk() # 我的名字是：小红，我的性别是：女-------------------------------------------------------------------------->>> xiaoli = Person('小李', '女') # 创建一个名叫小李的女孩对象# 当创建对象的时候，会自动执行这个函数>>> print(xiaoli.name)# 小李>>> xiaoli.talk()# 我的名字是：小李，我的性别是：女这里，我们发现类的实例化过程跟我们的生孩子有点类似，当我们创建一个对象的时候 xiaoming = Person('小明', '男')，我们名字叫做小明的朋友就产生了，他有自己的名字和性别，这个是他的属性。当我们还想要一个名为小李的小姑娘，我们就再创建一个新的对象即可。 这就是，大名鼎鼎的，没有对象，我自己 new 一个。 new在其他语言里面是创建对象的关键字。 3.4 self是什么？首先，我们要明白self不是一个关键字，在类中，你也可以不用self，你也可以使用其他名字。之所以将其命名为 self，只是程序员之间约定俗成的一种习惯，遵守这个约定，可以使我们编写的代码具有更好的可读性。 那self这个参数在我们的类中指的是什么呢？ self，英文单词意思很明显，表示自己，本身。 self在类中表示的是对象本身。在类的内部，通过这个参数访问自己内部的属性和方法。 4. 面向对象三大特性4.1 封装封装：把客观事物封装成抽象的类，隐藏属性和方法的实现细节，仅对外公开接口。 概念很拗口，但是思想却很简单。 回到我们的冰箱、洗衣机，他们的共同特征是什么呢？能装东西、能开门、能关门。这些是他们的共性，我们就可以向上封装。把能装东西、关门、开门封装起来。并且给他一个统称叫做：可开关盒子。可开关盒子就是一个类。这个类的所有对象都可以装东西、开门、关门。 封装可以把计算机中的数据跟操作这些数据的方法组装在一起，把他们封装在一个模块中，也就是一个类中。 class Box(): '''盒子类，实现了开门、关门方法''' def open_door(self): pass def close_door(self): pass4.2 继承继承：子类可以使用父类的所有功能，并且对这些功能进行扩展。继承的过程，就是从一般到特殊的过程。
继承简单地说就是一种层次模型，这种层次模型能够被重用。层次结构的上层具有通用性，但是下层结构则具有特殊性。在继承的过程中类则可以从最顶层的部分继承一些方法和变量。类除了可以继承以外同时还能够进行修改或者添加。通过这样的方式能够有效提高工作效率 我会讲话我能呼吸组合继承： class P1(): def talk(self): print('我是p1')class P2(): def talk(self): print('我是p2')class Person(P2, P1): # P2排在第一位，调用P2的talk() pass p = Person()p.talk()# 我是p2这里注意一个小细节，当我继承自多个父类，多个父类都有相同的方法。那我调用的时候会调用谁的呢？ 其实，是按照继承参数的顺序来的，谁排在第一个就调用谁的方法 4.3 多态多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承） 你爸有一个talk()方法，也就是说话，你继承了你爸的talk()方法，对于同样的talk()方法，你爸讲中文，你讲英语，你弟弟讲俄语、你妹妹讲韩语，这就是多态 我是哥哥，我讲英语：hello，world我是弟弟，我讲俄语：Всем привет我是妹妹，我讲韩语：전 세계 여러분 안녕하세요多态存在的三个必要条件
5. 属性访问权限有的时候，在类中的属性不希望被外部访问。如果想让内部属性不被外部访问，可以把属性的名称前加上两个下划线__，在Python中，实例的变量名如果以双下划线开头，就变成了一个私有变量(private)，只有内部可以访问，外部不能访问 5.1 前置单下划线 _xx前置单下划线只有约定含义。程序员之间的相互约定，对Python解释器并没有特殊含义。 我们看见，类并没有阻止我们访问变量 _name 所以：以单下划线开头的名称只是Python命名中的约定，表示供内部使用。它通常对Python解释器没有特殊含义，仅仅作为对程序员的提示。意思就是，“虽然我可以被访问，但是，请把我视为私有变量，不要随意访问”。 5.2 前置双下划线 __xx实例的变量名如果以双下划线开头，就变成了一个私有变量(private)，只有内部可以访问，外部不能访问 class Person(object): def __init__(self): self.__name = '我是一个私有变量'>>> p = Person()>>> print(p.__name)Traceback (most recent call last): File '/app/util-python/python-module/obj.py', line 6, in <module> print(p.__name)AttributeError: 'Person' object has no attribute '__name'但我们访问 __name 的时候，报错了，阻止了我们在实例外部访问私有变量。这样就确保了外部代码不能随意修改对象内部的状态，这样通过访问限制的保护，代码更加健壮 那是真的彻底不能访问了吗？其实不是的 print(p._Person__name)我是一个私有变量不能直接访问__name是因为Python解释器对外把__name变量改成了_Person__name，所以，仍然可以通过_Person__name来访问__name变量： 但是，最好不要这样做，Python的访问限制其实并不严格，主要靠自觉。 6. 内置的特殊方法Python中的类提供了很多双下划线开头和结尾 __xxx__ 的方法。这些内置方法在object类中已经定义，子类可以拿来直接使用。 __xxx__是系统定义的名字，前后均有一个“双下划线” 代表python里特殊方法专用的标识。 6.1 __init__(self, ...)__init__方法在类的一个对象被建立时，会自动执行，无需用户去调用它。可以使用这个方法来对你的对象做一些初始化。 相当于构造函数，我们向类中传递的参数，就在这个函数接受。并且这个方法只能返回None，不能返回其他对象。
6.2 __new__(cls, *args, **kwargs)__new __()在__init __()之前被调用，是真正的类构造方法，用于产生实例化对象（空属性）。__new__方法必须返回一个对象 这个方法会产生一个实例化对象，然后我们的实例对象才会调用 __init__()方法进行初始化。 __init__ 和 __new__ 区别：
__new__一般很少用于普通的业务场景，更多的用于元类之中，因为可以更底层的处理对象的产生过程。而__init__的使用场景更多。有兴趣的小伙伴们可以多去了解了解这个方法有哪些高级的玩法。这里就不做介绍了。 6.3 __del__(self)析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发此方法，往往用来做“清理善后”的工作。
在我们的工作中，基本不会用到这个方法。所以这里就知道有这样一个概念就行了。同时，python解释器已经帮我们做了垃圾回收与内存管理，我们使用 Python 编程不需要再过度优化内存使用，以避免写出 C++ 风格的代码。 6.4 __call__(self, *args, **kwargs)
如果，我们在类中实现了这个方法，那个，这个类的实例就可以被执行，执行的就是这个方法。讲的很拗口，看代码吧 class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = agep = Person('test', 26)p() # 抛出异常：类对象是不可调用的通过__call__使类对象可调用： class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __call__(self, *args, **kwargs): print('执行实例方法call方法')p = Person('test', 26)p() # 可以直接调用类的对象，因为我们在类中实现了__call__()，调用的也是我们__call__()# 执行实例方法call方法6.5 __str__(self)返回对象的字符串表达式。 我们之前在学习python的字符串的时候，应该都很熟悉一个方法：str()，使用这个方法可以把一个对象转换成字符串。实际上，执行的就是对象的__str__方法。 没有实现__str__方法： 实现__str__方法： class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __str__(self): return f'my name is {self.name} age is {self.age}'p = Person('baozi', 26)print(str(p))# my name is baozi age is 26print(p) # 直接打印这个对象，也会先执行 str(p)# my name is baozi age is 26
6.6 __repr__(self)这个方法的作用和str()很像，这两个函数都是将一个实例转成字符串。但是不同的是，两者的使用场景不同，
6.7 __eq__当判断两个对象的值是否相等时，触发此方法class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __eq__(self, other): print('判断两个对象是否相等，触发此函数') return Truep1 = Person('baozi', 26)p2 = Person('baozi', 33)print(p1 == p2) # 判断两个对象是否相等，触发此函数# True上面的结果显示两个对象是相等的。但其实这两个对象属性值是不一样的，理论上不应该是相等。但是我们重写了__eq__，无论如何什么情况都返回True。 6.8 其他比较方法与6.7类似，下面这些运算符执行的时候，也会执行相应的特殊方法，这里就不一一展开了。
6.9 __getitem__()、__setitem__()、__delitem__()为什么要它们仨放在一起呢？因为它们是字典的取值、赋值、删除三剑客。 特别注意：但是它们并不是对象内建的方法。 我们回忆一下，字典取值的方式：dict['key']。在python中，字典的取值是通过 [] 实现的 class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = agep = Person('baozi', 26)print(p['name'])我们发现，直接通过 [] 取值的时候，报错了。我们试试加上三剑客 添加__getitem__()： class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __getitem__(self, key): print('通过 [] 取值时，调用了我') return 'hello,world'p = Person('baozi', 26)print(p['name'])# 通过 [] 取值时，调用了我# hello,world当我们给我们的对象加上__getitem__方法的时候，没有报错了！！，但是这个时候，不管取什么值，都是返回hello,world的。这也说明了，我们通过 p[“name”]取值的时候，拿到的结果就是 __getitem__()的返回值。 结论：如果一个对象没有实现__getitem__方法，就不能使用形如 p[“name”] 的格式取值 举一反三：我们删除、赋值也是一样的 Traceback (most recent call last): File '/app/util-python/python-module/obj.py', line 14, in <module> p['name'] = 'baozi2'TypeError: 'Person' object does not support item assignmentTraceback (most recent call last): File '/app/util-python/python-module/obj.py', line 15, in <module> del p['name']TypeError: 'Person' object does not support item deletion上面还是一如既往的双双报错。 添加__setitem__()、__delitem__： 搞定收工！上面我们的对象就可以像字典一样的工作了。当然了，上面的方法什么都没有干，这里主要讲用法哈！要学会触类旁通。 6.10 __setattr__() 、 __delattr__()、__getattribute__():上面我们了解了__getitem__()、__setitem__()、__delitem__()。他们操作属性的方式形如：obj['key'] 在对象中，我们操作属性的方式是形如：obj.key。这种操作方式，取值、赋值、删除也有三剑客。就是__setattr__() 、 __delattr__()、__getattribute__()。 这三个属性是内建的方法，平时没事我们不会去重写它 class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __getattribute__(self, key): print('对象通过 . 取值时，调用了我') return 'hello,world' def __setattr__(self, key): print('对象赋值时，调用了我') def __delattr__(self, key): print('删除对象属性时，调用了我')p = Person('baozi', 26)print(p.name)# 对象通过 . 取值时，调用了我# hello,worldp.name = 'change'# 对象赋值时，调用了我del p.name# 删除对象属性时，调用了我6.11 __getattr__我们这个方法跟 __getattribute__()非常类似。可能有小伙伴可能会把它当成取值的时候，调用的函数了。 不过确实是取值的时候会调用它，但是有个条件：只有当访问不存在的属性的时候，才会调用它 而 __getattribute__ 在访问任意属性时都会被调用。 7. 内置特殊属性7.1 __slots__使用这个特性可以限制class的属性，比如，只允许对 Person 实例添加name和age属性。为了达到限制的目的，Python允许在定义class的时候，定义一个特殊的__slots__变量，来限制该class能添加的属性： 没限制前： class Person(object): def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = agep = Person('test', 26)p.sports = '篮球、足球' # 在这里我们给对象新增了一个属性：sportsprint(p.sports)# 篮球、足球限制后： Traceback (most recent call last): File '/app/util-python/python-module/obj.py', line 12, in <module> p.sports = '篮球、足球'AttributeError: 'Person' object has no attribute 'sports'抛出了异常， 因为使用了__slots__属性，只能添加 name 和 age 两个属性 需要注意的是__slots__的限定只对当前类的对象生效，对子类并不起任何作用。 这个属性功能看起来很鸡肋啊，那他到底有什么用呢？ 省内存，提升属性的查找速度。通常用在ORM的场景中，因为这些项目中存在特别多大量创建实例的操作，使用 __slots__ 会明显减少内存的使用，提升速度。并且随着实例数目的增加，其效果会更加显著。 它为什么可以节省内存空间呢？ 通常情况下，我们类中的属性是存在 __dict__中，它是一个哈希表结构，并且python的动态性，意味着需要划分更多的内存去保证我们动态的去增减类的属性。但是使用__slots__属性后，编译时期就可以预先知道这个类具有什么属性，以分配固定的空间来存储已知的属性。 尽管 __slots__ 可以节省内存空间，提高属性的访问速度，但也存在局限性和副作用，在使用前，我们需要根据我们的业务实例规模来确定。 7.2 __dict__列出类或对象中的所有成员！ 这个属性，我们只看名字就应该能联想到什么了。没错，就是我们字典的结构。 在python的类中，主要是通过字典来存储类与对象的属性。通过__dict__属性，我们可以获得类中包含的属性字典。 7.3 __doc__返回类的注释描述信息 class Person(object): passp = Person()print(p.__doc__)# None7.4 __class__返回当前对象是哪个类的实例 class Person(object): passp = Person()print(p.__class__)# <class '__main__.Person'>7.5 __module__返回当前操作的对象在属于哪个模块 8. 内置装饰器8.1 @property通过 @property 装饰器，可以直接通过方法名来访问方法，不需要在方法名后添加一对“（）”小括号。 修饰方法，使方法可以像属性一样访问。 未加装饰器： class Person(object): def __init__(self, name, age): self._name = name self._age = age def name(self): return self._namep = Person('baozi', 26)print(p.name)# <bound method Person.name of <__main__.Person object at 0x7fb728643dd8>>print(p.name()) # 没加装饰器，必须调用函数# baozi加装饰器： 通过这个装饰器，我们可以像访问属性一样，直接访问方法。 那么，这个装饰器有什么用处呢？那我直接 p.name()不行吗？也能实现我的需求啊 确实是这样的。但是从代码可读性而言，我们想访问对象的属性，使用p.name()肯定是没有 p.name这么直观的。
拓展一下：如果，我想改年龄，并且年龄需要一些限制条件该怎么办呢？ class Person(object): def __init__(self, name, age): self._name = name self._age = age def set_age(self, age): if age <= 0: raise ValueError('age must be greater than zero') self._age = age def get_age(self): return self._age有问题吗？没有问题，那我能不能通过刚才那个装饰器来玩呢？也可以 看到这里，小伙伴可能会有点疑惑了？@age.setter这又是何方神圣？怎么蹦出来的？它也是一个装饰器。这个装饰器在属性赋值的时候会被调用。
使用这两个装饰器，我们就可以做很多事情了。比如：实现密码的密文存储和明文输出、修改属性前判断是否满足条件等等。 为两个同名函数打上@*.setter装饰器和@property装饰器后：
8.2 @staticmethod将类中的方法装饰为静态方法，即类不需要创建实例的情况下，可以通过类名直接引用。 class Person(object): def __init__(self, name, age): self._name = name self._age = age # 此方法只能是类的实例调用 def talk(self): print(f'name is {self._name} age is {self._age}') # 此方法没有就像普通的函数一样，直接通过 Person.talk()就可以直接调用 @staticmethod def static_talk(name, age): # 这里无需再传递self，函数不用再访问类 print(f'name is {name} age is {age}')Person.static_talk('baozi', 60) # 正常 Person.talk() # 报错，这个方法没有被修饰，只能被实例访问，不能被类访问Traceback (most recent call last): File '/app/util-python/python-module/obj.py', line 15, in <module> Person.talk()TypeError: talk() missing 1 required positional argument: 'self'8.3 @classmethod这个装饰器修饰的方法是类方法，而不是实例方法。这句话是什么意思呢？我们常规定义的方法，都属于实例方法，必须要先创建实例以后，才能调用。但是类方法，无需实例化就可以访问。 类方法的第一个参数是类本身，而不是实例 怎么看起来跟我们的 @staticmethod 功能一样呢？其实注意细节的同学已经发现了。 我们 @classmethod修饰的函数，多了一个参数 cls，这个参数跟我们的self可不一样，self指的是当前实例，而我们的cls指的是当前的类。
那这个装饰器又有什么用呢？ 网上说的最多的就是用来做实现多构造器。什么叫多构造器呢？ class Person(object): def __init__(self, age): self._age = age @classmethod def init_18_age_person_instance(cls): # 这是一个类方法。这个方法只创建年龄为18岁的的对象。 age = 18 return cls(age) @classmethod def init_30_age_person_instance(cls): # 这是一个类方法。这个方法只创建年龄为30岁的的对象。 age = 30 return cls(age) p = Person(18) # 创建了一个实例，属性age = 18p_18 = Person.init_18_age_person_instance() # 这里也创建了一个实例，属性age = 18p_30 = Person.init_30_age_person_instance() # 这里也创建了一个实例，属性age = 30当然我这里场景使用得不是很恰当，只是为了简单说明它的功能。通过这个函数，可以模拟出多构造器。具体的业务场景需要你们多多去挖掘。 9. 尝试理解一下一切皆对象通过我们上面介绍的一些内置方法以后，我们或许对一切皆对象有了更进一步的认识。 此时我们发现，我们的str、int、dict、list、tuple这些其实本质上都是一个对象。针对不同的数据结构，它们自己重写了自己的一套内置方法来实现不同的功能。 比如字典 dict[“key”] 的取值方式就是实现了我们之前介绍的：__setitem__、__getitem__… 比如我们的字符串'hello,world'，它不是一个静态的字符串，他也是一个对象，他也有很多内置方法，我们能看到'hello,world'，是因为它实现了__str__() 读到这里，相信有一些小伙伴可能已经有所感悟，相信只要永远秉持着这个理念去写代码。你们一定会突飞猛进的。 ----------------------------------- |
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