Python 继承、多重继承、多态、isinstance判断类型、type()获取变量类型、dir()获取变量的所有属性
2017-07-10 18:31
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什么是继承
二、python中继承一个类
如果已经定义了Person类,需要定义新的Student和Teacher类时,可以直接从Person类继承:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score:
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父类,否则,继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender。
函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()中将隐式传递,不需要写出(也不能写)。
任务
请参考 Student 类,编写一个 Teacher类,也继承自 Person。
classPerson(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
classTeacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher,self).__init__(name,gender)
self.course = course
t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')
printt.name
print t.course
假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下:
当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:
这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。
我们再考察 s :
s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。
这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。
lassPerson(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
classStudent(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name,gender)
self.score = score
classTeacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name,gender)
self.course = course
t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')
printisinstance(t, Person)
printisinstance(t, Student)
printisinstance(t, Teacher)
print isinstance(t, object )
在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:
运行结果:
这种行为称为多态。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链向上查找,直到在某个父类中找到为止。
由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数 x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:
这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型,只要方法存在,参数正确,就可以调用。
例如,从文件读取内容并解析为JSON结果:
由于Python的动态特性,json.load()并不一定要从一个File对象读取内容。任何对象,只要有read()方法,就称为File-like Object,都可以传给json.load()。
请尝试编写一个File-likeObject,把一个字符串 r'["Tim","Bob", "Alice"]'包装成 File-likeObject 并由 json.load() 解析。
import json
classStudents(object):
def read(self):
return r'["Tim", "Bob", "Alice"]'
s =Students()
print json.load(s)
多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:
看下图:
像这样,D 同时继承自 B 和 C,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()只调用一次:
多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。
举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。
要创建多进程模式的 TCPServer:
要创建多线程模式的 UDPServer:
如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。
+- Student
+- Teacher
是一类继承树;
+-SkillMixin
+- BasketballMixin
+- FootballMixin
是一类继承树。
通过多重继承,请定义“会打篮球的学生”和“会踢足球的老师”。
class Person(object):
pass
class Student(Person):
pass
class Teacher(Person):
pass
class SkillMixin(object):
pass
class BasketballMixin(SkillMixin):
def skill(self):
return 'basketball'
class FootballMixin(SkillMixin):
def skill(self):
return 'football'
class BStudent(Student,BasketballMixin):
pass
class FTeacher(Teacher,FootballMixin):
pass
s = BStudent()
print s.skill()
t = FTeacher()
print t.skill()
例如,已有定义:
首先可以用 type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象:
其次,可以用 dir() 函数获取变量的所有属性:
对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括`__class__`这类有特殊意义的属性。注意到方法`whoAmI`也是 s 的一个属性。
如何去掉`__xxx__`这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数的用法。
dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr() 和 setattr()函数了:
希望除了 name和gender 外,可以提供任意额外的关键字参数,并绑定到实例,请修改 Person 的 __init__()定 义,完成该功能。
class Person(object):
def __init__(self, name, gender, **kw):
self.name = name
self.gender = gender
for k, v in kw.iteritems():
setattr(self, k, v)
p = Person('Bob', 'Male', age=18,course='Python')
print p.age
print p.course
二、python中继承一个类
如果已经定义了Person类,需要定义新的Student和Teacher类时,可以直接从Person类继承:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score:
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父类,否则,继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender。
函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()中将隐式传递,不需要写出(也不能写)。
任务
请参考 Student 类,编写一个 Teacher类,也继承自 Person。
classPerson(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
classTeacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher,self).__init__(name,gender)
self.course = course
t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')
printt.name
print t.course
三、python中判断类型
函数isinstance()可以判断一个变量的类型,既可以用在Python内置的数据类型如str、list、dict,也可以用在我们自定义的类,它们本质上都是数据类型。假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name, gender)
self.course = course
p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:
>>> isinstance(p, Person)
True # p是Person类型
>>> isinstance(p, Student)
False # p不是Student类型
>>> isinstance(p, Teacher)
False # p不是Teacher类型
这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。
我们再考察 s :
>>> isinstance(s, Person)
True # s是Person类型
>>> isinstance(s, Student)
True # s是Student类型
>>> isinstance(s, Teacher)
False # s不是Teacher类型
s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。
这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。
任务
请根据继承链的类型转换,依次思考 t 是否是 Person,Student,Teacher,object 类型,并使用isinstance()判断来验证您的答案。lassPerson(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
classStudent(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name,gender)
self.score = score
classTeacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name,gender)
self.course = course
t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')
printisinstance(t, Person)
printisinstance(t, Student)
printisinstance(t, Teacher)
print isinstance(t, object )
四、python中多态
类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ,并都写了一个 whoAmI() 方法:class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
def whoAmI(self):
return 'I am a Person, my name is %s' % self.name
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
def whoAmI(self):
return 'I am a Student, my name is %s' % self.name
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name, gender)
self.course = course
def whoAmI(self):
return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name
在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:
def who_am_i(x):
print x.whoAmI()
p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)
运行结果:
I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice
这种行为称为多态。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链向上查找,直到在某个父类中找到为止。
由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数 x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:
class Book(object):
def whoAmI(self):
return 'I am a book'
这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型,只要方法存在,参数正确,就可以调用。
任务
Python提供了open()函数来打开一个磁盘文件,并返回 File 对象。File对象有一个read()方法可以读取文件内容:例如,从文件读取内容并解析为JSON结果:
import json
f = open('/path/to/file.json', 'r')
print json.load(f)
由于Python的动态特性,json.load()并不一定要从一个File对象读取内容。任何对象,只要有read()方法,就称为File-like Object,都可以传给json.load()。
请尝试编写一个File-likeObject,把一个字符串 r'["Tim","Bob", "Alice"]'包装成 File-likeObject 并由 json.load() 解析。
import json
classStudents(object):
def read(self):
return r'["Tim", "Bob", "Alice"]'
s =Students()
print json.load(s)
五、python中多重继承
除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:
class A(object):
def __init__(self, a):
print 'init A...'
self.a = a
class B(A):
def __init__(self, a):
super(B, self).__init__(a)
print 'init B...'
class C(A):
def __init__(self, a):
super(C, self).__init__(a)
print 'init C...'
class D(B, C):
def __init__(self, a):
super(D, self).__init__(a)
print 'init D...'
看下图:
像这样,D 同时继承自 B 和 C,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()只调用一次:
>>> d = D('d')
init A...
init C...
init B...
init D...
多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。
举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。
要创建多进程模式的 TCPServer:
class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
pass
要创建多线程模式的 UDPServer:
class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
pass
如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。
任务
+-Person+- Student
+- Teacher
是一类继承树;
+-SkillMixin
+- BasketballMixin
+- FootballMixin
是一类继承树。
通过多重继承,请定义“会打篮球的学生”和“会踢足球的老师”。
class Person(object):
pass
class Student(Person):
pass
class Teacher(Person):
pass
class SkillMixin(object):
pass
class BasketballMixin(SkillMixin):
def skill(self):
return 'basketball'
class FootballMixin(SkillMixin):
def skill(self):
return 'football'
class BStudent(Student,BasketballMixin):
pass
class FTeacher(Teacher,FootballMixin):
pass
s = BStudent()
print s.skill()
t = FTeacher()
print t.skill()
六、python中获取对象信息
拿到一个变量,除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外,还有没有别的方法获取到更多的信息呢?例如,已有定义:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
def whoAmI(self):
return 'I am a Student, my name is %s' % self.name
首先可以用 type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象:
>>> type(123)
<type 'int'>
>>> s = Student('Bob', 'Male', 88)
>>> type(s)
<class '__main__.Student'>
其次,可以用 dir() 函数获取变量的所有属性:
>>> dir(123) # 整数也有很多属性...
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', ...]
>>> dir(s)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'score', 'whoAmI']
对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括`__class__`这类有特殊意义的属性。注意到方法`whoAmI`也是 s 的一个属性。
如何去掉`__xxx__`这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数的用法。
dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr() 和 setattr()函数了:
>>> getattr(s, 'name') # 获取name属性
'Bob'
>>> setattr(s, 'name', 'Adam') # 设置新的name属性
>>> s.name
'Adam'
>>> getattr(s, 'age') # 获取age属性,但是属性不存在,报错:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'
>>> getattr(s, 'age', 20) # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20:
20
任务
对于Person类的定义:class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
希望除了 name和gender 外,可以提供任意额外的关键字参数,并绑定到实例,请修改 Person 的 __init__()定 义,完成该功能。
class Person(object):
def __init__(self, name, gender, **kw):
self.name = name
self.gender = gender
for k, v in kw.iteritems():
setattr(self, k, v)
p = Person('Bob', 'Male', age=18,course='Python')
print p.age
print p.course
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