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Python中的對(duì)象，方法，類，實(shí)例，函數(shù)用法分析
2017-11-12
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Python中的對(duì)象，方法，類，實(shí)例，函數(shù)用法分析

這篇文章主要介紹了Python中的對(duì)象,方法,類,實(shí)例,函數(shù)用法,從面向?qū)ο蟮慕嵌确治隽藢?duì)象,方法,類,實(shí)例,函數(shù)等的使用技巧,具有一定參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下


Python是一個(gè)完全面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。不僅實(shí)例是對(duì)象，類，函數(shù)，方法也都是對(duì)象。

代碼如下:
class Foo(object):
    static_attr = True
    def method(self):
        pass
foo = Foo()

這段代碼實(shí)際上創(chuàng)造了兩個(gè)對(duì)象，F(xiàn)oo和foo。而Foo同時(shí)又是一個(gè)類，foo是這個(gè)類的實(shí)例。
在C++里類型定義是在編譯時(shí)完成的，被儲(chǔ)存在靜態(tài)內(nèi)存里，不能輕易修改。在Python里類型本身是對(duì)象，和實(shí)例對(duì)象一樣儲(chǔ)存在堆中，對(duì)于解釋器來(lái)說(shuō)類對(duì)象和實(shí)例對(duì)象沒有根本上的區(qū)別。
在Python中每一個(gè)對(duì)象都有自己的命名空間?？臻g內(nèi)的變量被存儲(chǔ)在對(duì)象的__dict__里。這樣，F(xiàn)oo類有一個(gè)__dict__, foo實(shí)例也有一個(gè)__dict__，但這是兩個(gè)不同的命名空間。
所謂“定義一個(gè)類”，實(shí)際上就是先生成一個(gè)類對(duì)象，然后執(zhí)行一段代碼，但把執(zhí)行這段代碼時(shí)的本地命名空間設(shè)置成類的__dict__. 所以你可以寫這樣的代碼：

代碼如下:
>>> class Foo(object):
...     bar = 1 + 1
...     qux = bar + 1
...     print "bar: ", bar
...     print "qux: ", qux
...     print locals()
...
bar:  2
qux:  3
{'qux': 3, '__module__': '__main__', 'bar': 2}
>>> print Foo.bar, Foo.__dict__['bar']
2 2
>>> print Foo.qux, Foo.__dict__['qux']
3 3

所謂“定義一個(gè)函數(shù)”，實(shí)際上也就是生成一個(gè)函數(shù)對(duì)象。而“定義一個(gè)方法”就是生成一
個(gè)函數(shù)對(duì)象，并把這個(gè)對(duì)象放在一個(gè)類的__dict__中。下面兩種定義方法的形式是等價(jià)的：

代碼如下:
>>> class Foo(object):
...     def bar(self):
...         return 2
...
>>> def qux(self):
...     return 3
...
>>> Foo.qux = qux
>>> print Foo.bar, Foo.__dict__['bar']

>>> print Foo.qux, Foo.__dict__['qux']

>>> foo = Foo()
>>> foo.bar()
2
>>> foo.qux()
3

而類繼承就是簡(jiǎn)單地定義兩個(gè)類對(duì)象，各自有不同的__dict__:

代碼如下:
>>> class Cheese(object):
...     smell = 'good'
...     taste = 'good'
...
>>> class Stilton(Cheese):
...     smell = 'bad'
...
>>> print Cheese.smell
good
>>> print Cheese.taste
good
>>> print Stilton.smell
bad
>>> print Stilton.taste
good
>>> print 'taste' in Cheese.__dict__
True
>>> print 'taste' in Stilton.__dict__
False

復(fù)雜的地方在`.`這個(gè)運(yùn)算符上。對(duì)于類來(lái)說(shuō)，Stilton.taste的意思是“在Stilton.__dict__中找'taste'. 如果沒找到，到父類Cheese的__dict__里去找，然后到父類的父類，等等。如果一直到object仍沒找到，那么扔一個(gè)AttributeError.”
實(shí)例同樣有自己的__dict__：

代碼如下:
>>> class Cheese(object):
...     smell = 'good'
...     taste = 'good'
...     def __init__(self, weight):
...         self.weight = weight
...     def get_weight(self):
...         return self.weight
...
>>> class Stilton(Cheese):
...     smell = 'bad'
...
>>> stilton = Stilton('100g')
>>> print 'weight' in Cheese.__dict__
False
>>> print 'weight' in Stilton.__dict__
False
>>> print 'weight' in stilton.__dict__
True

不管__init__()是在哪兒定義的， stilton.__dict__與類的__dict__都無(wú)關(guān)。
Cheese.weight和Stilton.weight都會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)檫@兩個(gè)都碰不到實(shí)例的命名空間。而
stilton.weight的查找順序是stilton.__dict__ => Stilton.__dict__ =>
Cheese.__dict__ => object.__dict__. 這與Stilton.taste的查找順序非常相似，僅僅是
在最前面多出了一步。

方法稍微復(fù)雜些。

代碼如下:
>>> print Cheese.__dict__['get_weight']

>>> print Cheese.get_weight

>>> print stilton.get_weight
<__main__.Stilton object at 0x7ff820669190>>
我們可以看到點(diǎn)運(yùn)算符把function變成了unbound method. 直接調(diào)用類命名空間的函數(shù)和點(diǎn)
運(yùn)算返回的未綁定方法會(huì)得到不同的錯(cuò)誤：

代碼如下:
>>> Cheese.__dict__['get_weight']()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
TypeError: get_weight() takes exactly 1 argument (0 given)
>>> Cheese.get_weight()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
TypeError: unbound method get_weight() must be called with Cheese instance as
first argument (got nothing instead)

但這兩個(gè)錯(cuò)誤說(shuō)的是一回事，實(shí)例方法需要一個(gè)實(shí)例。所謂“綁定方法”就是簡(jiǎn)單地在調(diào)用方法時(shí)把一個(gè)實(shí)例對(duì)象作為第一個(gè)參數(shù)。下面這些調(diào)用方法是等價(jià)的：

代碼如下:
>>> Cheese.__dict__['get_weight'](stilton)
'100g'
>>> Cheese.get_weight(stilton)
'100g'
>>> Stilton.get_weight(stilton)
'100g'
>>> stilton.get_weight()
'100g'

最后一種也就是平常用的調(diào)用方式，stilton.get_weight()，是點(diǎn)運(yùn)算符的另一種功能，將stilton.get_weight()翻譯成stilton.get_weight(stilton).
這樣，方法調(diào)用實(shí)際上有兩個(gè)步驟。首先用屬性查找的規(guī)則找到get_weight, 然后將這個(gè)屬性作為函數(shù)調(diào)用，并把實(shí)例對(duì)象作為第一參數(shù)。這兩個(gè)步驟間沒有聯(lián)系。比如說(shuō)你可以這樣試：

代碼如下:
>>> stilton.weight()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
TypeError: 'str' object is not callable


先查找weight這個(gè)屬性，然后將weight做為函數(shù)調(diào)用。但weight是字符串，所以出錯(cuò)。要注意在這里屬性查找是從實(shí)例開始的：

代碼如下:
>>> stilton.get_weight = lambda : '200g'
>>> stilton.get_weight()
'200g'


但是

代碼如下:
>>> Stilton.get_weight(stilton)
'100g'


Stilton.get_weight的查找跳過(guò)了實(shí)例對(duì)象stilton，所以查找到的是沒有被覆蓋的，在Cheese中定義的方法。

getattr(stilton, 'weight')和stilton.weight是等價(jià)的。類對(duì)象和實(shí)例對(duì)象沒有本質(zhì)區(qū)別，getattr(Cheese, 'smell')和Cheese.smell同樣是等價(jià)的。getattr()與點(diǎn)運(yùn)算符相比，好處是屬性名用字符串指定，可以在運(yùn)行時(shí)改變。

__getattribute__()是最底層的代碼。如果你不重新定義這個(gè)方法，object.__getattribute__()和type.__getattribute__()就是getattr()的具體實(shí)現(xiàn)，前者用于實(shí)例，后者用以類。換句話說(shuō)，stilton.weight就是object.__getattribute__(stilton, 'weight'). 覆蓋這個(gè)方法是很容易出錯(cuò)的。比如說(shuō)點(diǎn)運(yùn)算符會(huì)導(dǎo)致無(wú)限遞歸：

代碼如下:
def __getattribute__(self, name):
        return self.__dict__[name]


__getattribute__()中還有其它的細(xì)節(jié)，比如說(shuō)descriptor protocol的實(shí)現(xiàn)，如果重寫很容易搞錯(cuò)。

__getattr__()是在__dict__查找沒找到的情況下調(diào)用的方法。一般來(lái)說(shuō)動(dòng)態(tài)生成屬性要用這個(gè)，因?yàn)開_getattr__()不會(huì)干涉到其它地方定義的放到__dict__里的屬性。

代碼如下:
>>> class Cheese(object):
...     smell = 'good'
...     taste = 'good'
...
>>> class Stilton(Cheese):
...     smell = 'bad'
...     def __getattr__(self, name):
...         return 'Dynamically created attribute "%s"' % name
...
>>> stilton = Stilton()
>>> print stilton.taste
good
>>> print stilton.weight
Dynamically created attribute "weight"
>>> print 'weight' in stilton.__dict__
False

由于方法只不過(guò)是可以作為函數(shù)調(diào)用的屬性，__getattr__()也可以用來(lái)動(dòng)態(tài)生成方法，但同樣要注意無(wú)限遞歸：

代碼如下:
>>> class Cheese(object):
...     smell = 'good'
...     taste = 'good'
...     def __init__(self, weight):
...         self.weight = weight
...
>>> class Stilton(Cheese):
...     smell = 'bad'
...     def __getattr__(self, name):
...         if name.startswith('get_'):
...             def func():
...                 return getattr(self, name[4:])
...             return func
...         else:
...             if hasattr(self, name):
...                 return getattr(self, name)
...             else:
...                 raise AttributeError(name)
...
>>> stilton = Stilton('100g')
>>> print stilton.weight
100g
>>> print stilton.get_weight

>>> print stilton.get_weight()
100g
>>> print stilton.age
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in
  File "", line 12, in __getattr__
AttributeError: age

希望本文所述對(duì)大家的Python程序設(shè)計(jì)有所幫助。



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