2021-18.面向对象进阶

类方法、静态方法

1. 类方法

第一个形参是类对象的方法
需要用装饰器@classmethod来标识其为类方法，对于类方法，第一个参数必须是类对象，一般以cls作为第一个参数。

class Dog(object):__type = "狗"# 类方法，用classmethod来进行修饰@classmethoddef get_type(cls):return cls.__type
print(Dog.get_type())
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使用场景：

当方法中 需要使用类对象 (如访问私有类属性等)时，定义类方法

类方法一般和类属性配合使用

2. 静态方法

需要通过装饰器@staticmethod来进行修饰，静态方法既不需要传递类对象也不需要传递实例对象（形参没有self/cls）。
静态方法也能够通过 实例对象 和 类对象 去访问。

class Dog(object):type = "狗"def __init__(self):name = None# 静态方法    @staticmethoddef introduce():  # 静态方法不会自动传递实例对象和类对象print("犬科哺乳动物,属于食肉目..")dog1 = Dog()
Dog.introduce()    # 可以用 实例对象 来调用 静态方法
dog1.introduce()    # 可以用 类对象 来调用 静态方法
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使用场景：

当方法中 既不需要使用实例对象(如实例对象，实例属性)，也不需要使用类对象 (如类属性、类方法、创建实例等)时，定义静态方法

取消不需要的参数传递，有利于 减少不必要的内存占用和性能消耗

注意点：

类中定义了同名的方法时，调用方法会执行最后定义的方法

class Dog:def demo_method(self):print("对象方法")@classmethoddef demo_method(cls):print("类方法")@staticmethoddef demo_method():  # 被最后定义print("静态方法")dog1 = Dog()
Dog.demo_method()  # 结果: 静态方法
dog1.demo_method()  # 结果: 静态方法

new和init方法

class A(object):def __init__(self):print("这是 init 方法")def __new__(cls):print("这是 new 方法")return object.__new__(cls)A()
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总结

__new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由Python解释器自动提供
__new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以return父类__new__出来的实例，或者直接是object的__new__出来的实例
__init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值

单例设计模式

举个常见的单例模式例子，我们日常使用的电脑上都有一个回收站，在整个操作系统中，回收站只能有一个实例，整个系统都使用这个唯一的实例，而且回收站自行提供自己的实例。因此回收站是单例模式的应用。

确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，单例模式是一种对象创建型模式。
```
# 实例化一个单例
class Singleton(object):__instance = None__is_first = Truedef __new__(cls, age, name):if not cls.__instance:cls.__instance = object.__new__(cls)return cls.__instancedef __init__(self, age, name):if self. __is_first: # 不会再创建第二个对象self.age = ageself.name = nameSingleton. __is_first = Falsea = Singleton(18, "张三")
b = Singleton(28, "张三")print(id(a))
print(id(b))print(a.age) # 18
print(b.age) # 18a.age = 19
print(b.age)
```

继承的基本使用

程序里的继承

继承是面向对象软件设计中的一个概念，与多态、封装共为面向对象的三个基本特征。继承可以使得子类具有父类的属性和方法或者重新定义、追加属性和方法等。

在程序中，继承描述的是多个类之间的所属关系。
如果一个类A里面的属性和方法可以复用，则可以通过继承的方式，传递到类B里。
那么类A就是基类，也叫做父类；类B就是派生类，也叫做子类。

class Animal:def __int__(self):pass"""动物类"""def sleep(self):print('正在睡觉')class Dog(Animal):"""Dog类继承自Animal类"""def __init__(self):passclass Cat(Animal):  # 定义类时，在括号后面传入父类的类名，表示子类继承父类"""Cat类继承自Animal类"""def __int__(self):pass# Dog 和 Cat 都继承自Animal类，可以直接使用Animal类里的sleep方法
dog = Dog()
dog.sleep()cat = Cat()
cat.sleep()

在Python中，继承可以分为单继承、多继承和多层继承。

单继承：子类只继承一个父类

继承概念：子类用于父类的所有的方法和属性。

继承语法:

class 类名(父类名):pass
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子类继承自父类，可以享受父类中已经封装好的方法，不需要再次定义
子类中应该根据职责，封装子类特有的属性和方法。

继承的传递性

Dog类继承自Animal,XiaoTianQuan又继承自Dog类，那么XiaoTianQuan类就具有了Animal类里的所有属性和方法。

子类拥有父类以及父类的父类中封装的所有属性和方法。

思考:

XiaoTianQuan能否调用Animal的run()方法？ XiaoTianQUan能够调用Cat里的方法？

多继承

子类可以拥有多个父类，并且具有所有父类的属性和方法。

语法格式：

class 子类名(父类名1,父类名2...)pass
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多继承的使用注意事项

思考:

如果不同的父类中存在同名的方法，子类对象在调用方法时，会调用哪个父类的方法？说明：开发中，应该尽量避免这种容易产生混淆的情况。如果多个父类之间存在同名的属性后者方法，应该尽量避免使用多继承。

Python中的MRO

Python中针对类提供了一个内置属性__mro__可以用来查看方法的搜索顺序。
MRO 是method resolution order的简称，主要用于在多继承时判断方法属性的调用顺序。

print(C.__mro__)
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输出结果:

(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)
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在调用方法时，按照__mro__的输出结果从左至右的顺序查找。
如果再当前类中找到方法，就直接执行，不再向下搜索。
如果没有找到，就顺序查找下一个类中是否有对应的方法，如果找到，就直接执行，不再继续向下搜索。
如果找到了最后一个类，依然没有找到方法，程序就会报错。

新式类和旧式（经典）类

object是Python中所有对象的基类，提供了一些内置的属性和方法，可以时候用dir函数查看。

新式类：以object为基类的类，推荐使用
经典类：不以object为基类的类，不推荐使用
在 Python3.x 以后定义类时，如果没有指定父类，这个类会默认继承自 object,所以，python3.x版本定义的类都是新式类。
在Python2.x中定义类时，如果没有指定父类，则不会继承自object.

为了保证代码在Python2.x和Python3.x中都能够运行，在定义类时，如果一个类没有父类，建议统一继承自’object’

class 类名(object):pass

对象相关的内置函数

Python中的身份运算符用来判断两个对象是否相等；isinstance用来判断对象和类之间的关系；issublcass用啊里判断类与类之间的关系。

身份运算符

身份运算符用来比较两个对象的内存地址，看这两个对象是否是同一个对象。

class Person(object):def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agep1 = Person('张三', 18)
p2 = Person('张三', 18)
p3 = p1print(p1 is p2)  # False
print(p1 is p3)  # True
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isinstance

instance内置函数，用来判断一个实例对象是否是由某一个类(或者它的子类)实例化创建出来的。

class Person(object):def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = ageclass Student(Person):def __init__(self, name, age, score):super(Student, self).__init__(name, age)self.score = scoreclass Dog(object):def __init__(self, name, color):self.name = nameself.color = colorp = Person('tony', 18)
s = Student('jack', 20, 90)
d = Dog('旺财', '白色')print(isinstance(p, Person))  # True.对象p是由Person类创建出来的
print(isinstance(s, Person))  # True.对象s是有Person类的子类创建出来的
print(isinstance(d, Person))  # False.对象d和Person类没有关系
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issubclass

issubclass 用来判断两个类之间的继承关系。

class Person(object):def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = ageclass Student(Person):def __init__(self, name, age, score):super(Student, self).__init__(name, age)self.score = scoreclass Dog(object):def __init__(self, name, color):self.name = nameself.color = colorprint(issubclass(Student, Person))  # True
print(issubclass(Dog, Person))  # False

多态

面向对象的三大特性：

封装：这是定义类的准则，根据对象的特点，将行为和属性抽象出来，封装到一个类中。
继承：这是设计类的技巧。父类与子类，主要体现在代码的重用，不需要大量的编写重复代码。
多态：不同的子类调用相同的父类方法，产生不同的执行结果，可以增加代码的外部灵活度。多态是以继承和重写父类方法为前提的，它是一种调用方法的技巧，不会影响到类的内部设计。

场景

提供三个类：缉毒犬、军犬、人
缉毒犬–>追查毒品，军犬–>攻击假人，人–>让小狗干活
设计类来完成功能。

代码实现:

class ArmyDog(object):def bite_enemy(self):print('追击敌人')class DrugDog(object):def track_drug(self):print('追查毒品')class Person(object):def work_with_army(self, dog):dog.bite_enemy()def work_with_drug(self, dog):dog.track_drug()ad = ArmyDog()
dd = DrugDog()p = Person()
p.work_with_army(ad)
p.work_with_drug(dd)
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思考：这段代码设是否有问题？

新增需求：此时，又多了一个犬种，就又需要在Person类里新建一个方法，让这个方法操作新的狗。

class XiaoTianDog(object):def eat_moon(self):print('哮天犬把月亮吃了')class Person(object):def work_with_xiaotian(self, dog):  # 添加方法dog.eat_moon()
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Person 类总是不断的添加新的功能，每次都需要改动Person类的源码，程序的扩展性太差了！

最好是提供一个父类 Dog，具备 work 的功能，其他小狗继承它，这样只要是小狗类，则行为被统一起来了，我们人类完全可以保证，只要是小狗的子类，找它干活肯定不会有问题。
这样人只要一个方法就能逗任意种类的狗玩，哪怕是添加新的狗，人的类都不需要修改。
图示如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EZa4xVQc-1610551511291)(imgs/使用多态.png)]

代码实现:

class Dog(object):def work(self):  # 父类提供统一的方法，哪怕是空方法passclass ArmyDog(Dog):   # 继承 Dogdef work(self):  # 子类重写方法，并且处理自己的行为print('追击敌人')class DrugDog(Dog):def work(self):print('追查毒品')class Person(object):def work_with_dog(self, dog):dog.work()    # 使用小狗可以根据对象的不同而产生不同的运行效果, 保障了代码的稳定性# 子类对象可以当作父类来使用
dog = Dog()
ad = ArmyDog()
dd = DrugDog()p = Person()
p.work_with_dog(dog)
p.work_with_dog(ad)  # 同一个方法，只要是 Dog 的子类就可以传递，提供了代码的灵活性
p.work_with_dog(dd)  # 并且传递不同对象，最终 work_with_dog 产生了不同的执行效果
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最终效果
- Person 类中只需要调用 Dog 对象 work() 方法，而不关心具体是什么狗
- work() 方法是在 Dog 父类中定义的，子类重写并处理不同方式的实现
- 在程序执行时，传入不同的 Dog 对象作为实参，就会产生不同的执行效果

多态总结

定义：多态是一种使用对象的方式，子类重写父类方法，调用不同子类对象的相同父类方法，可以产生不同的执行结果
好处：调用灵活，有了多态，更容易编写出通用的代码，做出通用的编程，以适应需求的不断变化！
实现步骤：
- 定义父类，并提供公共方法
- 定义子类，并重写父类方法
- 传递子类对象给调用者，可以看到不同子类执行效果不同
后续更新：文件的操作