Python中面向?qū)ο蟮某Ｓ弥R(shí)點(diǎn)總結(jié)

這篇文章主要講解了“Python中面向?qū)ο蟮某Ｓ弥R(shí)點(diǎn)總結(jié)”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“Python中面向?qū)ο蟮某Ｓ弥R(shí)點(diǎn)總結(jié)”吧！

0x00 is與==

==運(yùn)算符是比較兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容是否相等，默認(rèn)情況是調(diào)用對(duì)象的__eq__方法進(jìn)行比較；而is是比較兩個(gè)對(duì)象是否一樣，它比較的兩個(gè)對(duì)象的id，即它們的內(nèi)存地址是否相同。

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [1,2,3]
>>> a == b
True
# a和b是否是同一個(gè)對(duì)象
>>> a is b
False
# a和b的地址其實(shí)是不一樣的
>>> id(a)
4498717128
>>> id(b)
4446861832

在比較時(shí)但也有例外。Python對(duì)一些常用的值進(jìn)行緩存優(yōu)化，例如在區(qū)間[-5,256]的整數(shù)，它們?cè)趧?chuàng)建時(shí)，無(wú)論創(chuàng)建多少個(gè)對(duì)象，它們的id是一樣的，即它們?cè)诘讓又兄槐４嬉环輧?nèi)存。

>>> a = -5
>>> b = -5
>>> a == b
True
>>> a is b
True
>>> a = -6
>>> b = -6
>>> a == b
True
>>> a is b
False

對(duì)一些短的字符串也是如此，因此并不是所有字符串都會(huì)創(chuàng)建新的實(shí)例

>>> a='123'
>>> b='123'
>>> a==b
True
>>> a is b
True
>>> id(a)
4446903800
>>> id(b)
4446903800
>>> x = 'long char'
>>> y = 'long char'
>>> x == y
True
>>> x is y
False

0x01 __repr__與__str__

每個(gè)類都應(yīng)該提供一個(gè)__repr__方法。__repr__方法和__str__方法有什么不一樣呢？
簡(jiǎn)單的說(shuō)，__repr__可以反映一個(gè)對(duì)象的類型以及包含的內(nèi)容，而__str__主要是用于打印一個(gè)對(duì)象的內(nèi)容。例如看一下Python中的日期類datetime

import datetime
>>> today = datetime.date.today()
>>> today
datetime.date(2019, 7, 7)
>>> print(today)
2019-07-07
>>> str(today)
'2019-07-07'
>>> repr(today)
'datetime.date(2019, 7, 7)'

__str__在字符串連接，打印等操作會(huì)用到，而__repr__主要是面向開(kāi)發(fā)者，它能反饋的信息比較多，例如在交互環(huán)境下輸入today這個(gè)變量會(huì)打印出datetime.date(2019, 7, 7)，不僅可以看出today代表的是今天的日期信息，還可以看出它的類型信息。更重要的是你可以直接復(fù)制這段打印出來(lái)的信息，直接構(gòu)造一個(gè)“相同”的對(duì)象出來(lái)。

例如

>>> now = datetime.date(2019, 7, 7)
>>> now
datetime.date(2019, 7, 7)

0x02 對(duì)象復(fù)制

對(duì)象的復(fù)制或說(shuō)對(duì)象拷貝可以分為淺拷貝和深拷貝。

淺拷貝與深拷貝

我們通過(guò)代碼來(lái)說(shuō)明，就很好理解

如果要拷貝的對(duì)象是基本數(shù)據(jù)類型，那么深拷貝和淺拷貝的區(qū)別不是很大。

>>> a = [1,2,3]
>>> b = list(a)
>>> a[1]=200
>>> a
[1, 200, 3]
>>> b
[1, 2, 3]

修改a中的元素并不會(huì)影響到b

但如果要拷貝的對(duì)象包含了另一個(gè)對(duì)象，那么就要考慮深拷貝和淺拷貝的問(wèn)題了。

>>> a = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
>>> b = list(a)
>>> a == b
True
>>> a is b
False

這里有一個(gè)列表a，里面有三個(gè)子列表，即列表里包含的是對(duì)象。

我們使用list工廠方法創(chuàng)建了一個(gè)a的拷貝b,這個(gè)b就是a的淺拷貝，為什么呢？

>>> a[1][2]='x'
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 'x'], [7, 8, 9]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 'x'], [7, 8, 9]]

把a(bǔ)[1][2]的元素修改成了x,這時(shí)候b列表中也響應(yīng)了相同的修改。所以這是淺拷貝，因?yàn)闆](méi)有把子對(duì)象進(jìn)行拷貝，只是拷貝了指向子對(duì)象的引用。

知道淺拷貝，那么深拷貝就很好理解了。執(zhí)行拷貝之后，拷貝對(duì)象和原對(duì)象是完全獨(dú)立的，修改任何一個(gè)對(duì)象都不會(huì)影響到另一個(gè)對(duì)象

如何深拷貝一個(gè)對(duì)象

這時(shí)候就需要copy模塊了，該模塊有兩個(gè)重要的方法deepcopy和copy。不錯(cuò)，就是分別代表深拷貝和淺拷貝。

>>> import copy
>>> a = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
>>> a[1][2]='change'
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 'change'], [7, 8, 9]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

執(zhí)行深拷貝之后，對(duì)a的修改并不會(huì)影響到b。

0x03 Abstract Base Classes(ABC)

抽象基類的使用

為了說(shuō)明為什么要使用ABC,我們先看下不使用ABC的情況

# 定義了基類Base
>>> class Base:
	def foo(self):
		raise NotImplemented
	def bar(self):
		raise NotImplemented

# 定義實(shí)現(xiàn)類
>>> class Concrete(Base):
	def foo(self):
		print('called foo')
  
  # 實(shí)現(xiàn)類并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)bar方法
	
>>> c = Concrete()
>>> c.foo()
called foo
>>> c.bar()
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#391>", line 1, in <module>
  c.bar()
 File "<pyshell#384>", line 5, in bar
  raise NotImplemented
TypeError: exceptions must derive from BaseException

可以看到?jīng)]有實(shí)現(xiàn)基類bar方法的Concrete類，依然可以使用，并沒(méi)有在第一時(shí)間拋出錯(cuò)誤。

要解決這個(gè)問(wèn)題，就要用到我們abc模塊了。

from abc import ABC
# 定義基類，繼承于ABC
>>> class Base(ABC):
	@abstractmethod
	def foo(self):
		pass
	@abstractmethod
	def bar(self):
		pass

	
>>> class Concrete(Base):
	def foo(self):
		print("called foo")
	# 實(shí)現(xiàn)類并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)bar方法

>>> c = Concrete()
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#357>", line 1, in <module>
  c = Concrete()
TypeError: Can't instantiate abstract class Concrete with abstract methods bar

可以看到，在使用Concrete構(gòu)造方法的時(shí)候，就立即拋出TypeError了。

0x04 使用namedtuple的好處

關(guān)于namedtuple的用法在前面的文章《如何在Python中表示一個(gè)對(duì)象》 也有提到。

簡(jiǎn)單的說(shuō)namedtuple是一個(gè)可以命名的tuple，他是對(duì)tuple的擴(kuò)展，它有跟tuple一樣不可變的屬性。

對(duì)于一些數(shù)據(jù)類的定義，namedtuple使用起來(lái)非常方便

>>> from collections import namedtuple
>>> Point = namedtuple('Point','x y z')
>>> p = Point(1,3,5)
>>> p
Point(x=1, y=3, z=5)
>>> p.x
1
>>> p.y = 3.5
AttributeError: can't set attribute
# 可以看出通過(guò)namedtuple定義對(duì)象，就是一個(gè)class類型的
>>> type(p)
<class '__main__.Point'>

還可以使用它內(nèi)部的一些工具方法，在實(shí)際的編碼當(dāng)中也是非常實(shí)用的。

# 轉(zhuǎn)化為dict
>>> p._asdict()
OrderedDict([('x', 1), ('y', 3), ('z', 5)])
# 更新或替換某個(gè)屬性值
>>> p._replace(x=111)
Point(x=111, y=3, z=5)
# 使用_make創(chuàng)建新對(duì)象
>>> Point._make([333,666,999])
Point(x=333, y=666, z=999)

0x05 類變量和實(shí)例變量

Python中對(duì)象的屬性類型有實(shí)例變量和類變量。

類變量是屬于類的，它存儲(chǔ)在“類的內(nèi)存空間”里，并能夠被它的各個(gè)實(shí)例對(duì)象共享。而實(shí)例變量是屬于某個(gè)特定實(shí)例的，它不在“類的內(nèi)存空間”中，它是獨(dú)立于各個(gè)實(shí)例存在的。

>>> class Cat:
	num_legs = 4
	
>>> class Cat:
	num_legs = 4
	def __init__(self,name):
		self.name = name

>>> tom = Cat('tom')
>>> jack = Cat('jack')
>>> tom.name,jack.name
('tom', 'jack')
>>> tom.num_legs,jack.num_legs
(4, 4)
>>> Cat.num_legs
4

這里定義了一個(gè)貓類，它有一個(gè)實(shí)例變量name,還有一個(gè)類變量num_legs，這個(gè)是各個(gè)實(shí)例共享的。

如果對(duì)類變量進(jìn)行，那么其它實(shí)例也會(huì)同步修改。而對(duì)某個(gè)實(shí)例對(duì)修改，并不會(huì)影響都類變量。

>>> Cat.num_legs = 6
>>> tom.num_legs,jack.num_legs
(6, 6)
>>> tom.num_legs = 2
>>> tom.num_legs,jack.num_legs
(2, 6)
>>> Cat.num_legs
6

tom.num_legs = 2這個(gè)語(yǔ)句都作用其實(shí)對(duì)tom這個(gè)實(shí)例增加了一個(gè)屬性，只不過(guò)這個(gè)屬性名稱跟類屬性的名稱是一致的。

0x06 實(shí)例方法、類方法和靜態(tài)方法

為了更好區(qū)分，我們還是來(lái)看代碼

>>> class MyClass:
	def method(self):
		print(f"instance method at {self}" )
	@classmethod
	def classmethod(cls):
		print(f'classmethod at {cls}')
	@staticmethod
	def staticmethod():
		print('staticmethod')

		
>>> mc = MyClass()
>>> mc.method
<bound method MyClass.method of <__main__.MyClass object at 0x10c280b00>>
>>> mc.classmethod
<bound method MyClass.classmethod of <class '__main__.MyClass'>>
>>> mc.staticmethod
<function MyClass.staticmethod at 0x1090d4378>

可以看到在MyClass中分別定義實(shí)例方法(method)、類方法(classmethod)和靜態(tài)方法(staticmethod)

在Python中一切都是對(duì)象，所以我打印來(lái)一下各個(gè)方法的__repr__輸出。

對(duì)于實(shí)例方法method是綁定在MyClass的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)象中的，而類方法classmethod是綁定在MyClass中的，而靜態(tài)方法staticmethod既不綁定在實(shí)例里，也不綁定在類中，它就是一個(gè)function對(duì)象實(shí)例方法的調(diào)用，需要傳遞一個(gè)實(shí)例對(duì)象到實(shí)例方法中，以下兩種方法的調(diào)用是等價(jià)的。

>>> mc.method()
instance method at <__main__.MyClass object at 0x10910ada0>
>>> MyClass.method(mc)
instance method at <__main__.MyClass object at 0x10910ada0>

類方法的調(diào)用和靜態(tài)方法的調(diào)用都是使用ClassName.methodName()的方式。

>>> MyClass.classmethod()
classmethod at <class '__main__.MyClass'>
>>> MyClass.staticmethod()
staticmethod

類方法和靜態(tài)方法有什么區(qū)別呢？

• 首先在前面可以看到類方法和靜態(tài)方法的對(duì)象是不一樣的，一個(gè)是bound method，一個(gè)是function。

• 其次類方法可以訪問(wèn)到類對(duì)象MyClass，而靜態(tài)方法不能。

• 最后靜態(tài)方法其實(shí)跟一個(gè)普通的function對(duì)象一樣，只不過(guò)它是屬于類命名空間的。

0x07 總結(jié)一下

本文主要對(duì)Python中一些常見(jiàn)的面向?qū)ο蟮南嚓P(guān)的一些特性進(jìn)行了說(shuō)明。包括對(duì)象的比較、輸出、拷貝等操作，以及推薦使用namedtuple定義數(shù)據(jù)類。最后對(duì)類變量和實(shí)例變量以及類方法、實(shí)例方法和靜態(tài)方法的不同作了分析。

感謝各位的閱讀，以上就是“Python中面向?qū)ο蟮某Ｓ弥R(shí)點(diǎn)總結(jié)”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)Python中面向?qū)ο蟮某Ｓ弥R(shí)點(diǎn)總結(jié)這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！