Python之路--Python基础7--面向对象

原文链接：http://www.cnblogs.com/Andy0827/p/9007120.html

一、初识面向对象

面向过程：

　　面向过程的程序设计的核心是过程（流水线式思维），过程即解决问题的步骤，面向过程的设计就好比精心设计好一条流水线，考虑周全什么时候处理什么东西。

　　优点：极大地降低了写成学的复杂度，只需要顺着执行的步骤，堆叠代码即可

　　缺点：一套流水线或者流程就是用来解决一个问题，如果修改代码就都得改变

 

面向对象：上帝的思想

　　优点：解决了程序的扩展性。对某一个对象单独修改，会立刻反映到整个体系中，如对游戏中一个人物参数的特征和技能修改都很容易。

　　缺点：可控性差，无法向面向过程的程序设计流水线式的可以很精准的预测问题的处理流程与结果，面向对象的程序一旦开始就由对象之间的交互解决问题，即便是上帝也无法预测最终结果。于是我们经常看到一个游戏人某一参数的修改极有可能导致阴霸的技能出现，一刀砍死3个人，这个游戏就失去平衡。

 

Class 类

　　一个类即是对一类拥有相同属性的对象的抽象、蓝图、原型。在类中定义了这些对象的都具备的属性（variables(data)）、共同的方法

 

Object 对象 

　　一个对象即是一个类的实例化后实例，一个类必须经过实例化后方可在程序中调用，一个类可以实例化多个对象，每个对象亦可以有不同的属性，就像人类是指所有人，每个人是指具体的对象，人与人之前有共性，亦有不同

 

Encapsulation 封装

　　在类中对数据的赋值、内部调用对外部用户是透明的，这使类变成了一个胶囊或容器，里面包含着类的数据和方法

 

Inheritance 继承

　　一个类可以派生出子类，在这个父类里定义的属性、方法自动被子类继承

 

Polymorphism 多态

　　多态是面向对象的重要特性,简单点说:“一个接口，多种实现”，指一个基类中派生出了不同的子类，且每个子类在继承了同样的方法名的同时又对父类的方法做了不同的实现，这就是同一种事物表现出的多种形态。

　　编程其实就是一个将具体世界进行抽象化的过程，多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定。

 

二、面向对象编程介绍

　　对于编程语言的初学者来讲，OOP不是一个很容易理解的编程方式，大家虽然都按老师讲的都知道OOP的三大特性是继承、封装、多态，并且大家也都知道了如何定义类、方法等面向对象的常用语法，但是一到真正写程序的时候，还是很多人喜欢用函数式编程来写代码，特别是初学者，很容易陷入一个窘境就是“我知道面向对象，我也会写类，但我依然没发现在使用了面向对象后，对我们的程序开发效率或其它方面带来什么好处，因为我使用函数编程就可以减少重复代码并做到程序可扩展了，为啥子还用面向对象？”。 对于此，我个人觉得原因应该还是因为你没有充分了解到面向对象能带来的好处，今天我就写一篇关于面向对象的入门文章，希望能帮大家更好的理解和使用面向对象编程。

 

无论用什么形式来编程，我们都要明确记住以下原则：

1、写重复代码是非常不好的低级行为

2、你写的代码需要经常变更

 

　　开发正规的程序跟那种写个运行一次就扔了的小脚本一个很大不同就是，你的代码总是需要不断的更改，不是修改bug就是添加新功能等，所以为了日后方便程序的修改及扩展，你写的代码一定要遵循易读、易改的原则（专业数据叫可读性好、易扩展）。

　　如果你把一段同样的代码复制、粘贴到了程序的多个地方以实现在程序的各个地方调用 这个功能，那日后你再对这个功能进行修改时，就需要把程序里多个地方都改一遍，这种写程序的方式是有问题的，因为如果你不小心漏掉了一个地方没改，那可能会导致整个程序的运行都 出问题。 因此我们知道 在开发中一定要努力避免写重复的代码，否则就相当于给自己再挖坑。

 　　还好，函数的出现就能帮我们轻松的解决重复代码的问题，对于需要重复调用的功能，只需要把它写成一个函数，然后在程序的各个地方直接调用这个函数名就好了，并且当需要修改这个功能时，只需改函数代码，然后整个程序就都更新了。

　　其实OOP编程的主要作用也是使你的代码修改和扩展变的更容易，那么小白要问了，既然函数都能实现这个需求了，还要OOP干毛线用呢？ 呵呵，说这话就像，古时候，人们打仗杀人都用刀，后来出来了枪，它的主要功能跟刀一样，也是杀人，然后小白就问，既然刀能杀人了，那还要枪干毛线，哈哈，显而易见，因为枪能更好更快更容易的杀人。函数编程与OOP的主要区别就是OOP可以使程序更加容易扩展和易更改。

 

类的语法：

栗子：

class Dog(object):

def __init__(self,name,dog_type):
self.name = name
self.type = dog_type

def sayhi(self):

print("hello,I am a dog, my name is ",self.name)

d = Dog('A',"京巴")  #实例化Dog类，生成一个d对象
d.sayhi()  # #

以下为Dog实例化的流程图：

根据上图我们得知，其实self,就是实例本身！你实例化时python会自动把这个实例本身通过self参数传进去。

刚才定义的这个类体现了面向对象的第一个基本特性，封装，其实就是使用构造方法将内容封装到某个具体对象中，然后通过对象直接或者self间接获取被封装的内容

 

三、继承与派生

1、初识继承

继承是一种创建新类的方式，新建的类可以继承一个或多个父类（python支持多继承），父类又可称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类。

子类会“”遗传”父类的属性，从而解决代码重用问题

python中类的继承分为：单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类
pass

class ParentClass2: #定义父类
pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
pass

 

查看继承

>>> SubClass1.__bases__ #__base__只查看从左到右继承的第一个子类，__bases__则是查看所有继承的父类
(<class '__main__.ParentClass1'>,)
>>> SubClass2.__bases__
(<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)

 

经典类与新式类

1.只有在python2中才分新式类和经典类，python3中统一都是新式类

2.在python2中，没有显式的继承object类的类，以及该类的子类，都是经典类

3.在python2中，显式地声明继承object的类，以及该类的子类，都是新式类

4.在python3中，无论是否继承object，都默认继承object，即python3中所有类均为新式类

#关于新式类与经典类的区别，我们稍后讨论

 

提示：如果没有指定基类，python的类会默认继承object类，object是所有python类的基类，它提供了一些常见方法（如__str__）的实现。 

>>> ParentClass1.__bases__
(<class 'object'>,)
>>> ParentClass2.__bases__
(<class 'object'>,)

 

2、继承与抽象（先抽象在继承）

继承描述的是子类与父类之间的关系，是一种什么是什么的关系。要找出这种关系，必须先抽象再继承。

抽象即抽取类似或者说比较像的部分。

抽象分成两个层次： 

1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类； 

2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）

 

继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类

 

3、继承与重用性

在开发程序的过程中，如果我们定义了一个类A，然后又想新建立另外一个类B，但是类B的大部分内容与类A的相同时，我们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。通过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用。

代码示栗：

class Hero:
def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value):
self.nickname=nickname
self.aggressivity=aggressivity
self.life_value=life_value

def move_forward(self):
print('%s move forward' %self.nickname)

def move_backward(self):
print('%s move backward' %self.nickname)

def move_left(self):
print('%s move forward' %self.nickname)

def move_right(self):
print('%s move forward' %self.nickname)

def attack(self,enemy):
enemy.life_value-=self.aggressivity
class Garen(Hero):
pass

class Riven(Hero):
pass

g1=Garen('草丛伦',100,300)
r1=Riven('锐雯雯',57,200)

print(g1.life_value)
r1.attack(g1)
print(g1.life_value)

'''
300
243
'''

 

4、派生

　　当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性（不会影响到父类），需要注意的是，一旦重新定义了自己的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以自己为准了。

　　在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能需要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，因此即便是self参数也要为其传值。

class Riven(Hero):
camp='Noxus'
def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value,skin):
Hero.__init__(self,nickname,aggressivity,life_value) #调用父类功能
self.skin=skin #新属性


def attack(self,enemy): #在自己这里定义新的attack,不再使用父类的attack,且不会影响父类
Hero.attack(self,enemy) #调用功能
print('from riven')
def fly(self): #在自己这里定义新的
print('%s is flying' %self.nickname)

r1=Riven('锐雯雯',57,200,'比基尼')
r1.fly()
print(r1.skin)

'''
运行结果
锐雯雯 is flying
比基尼
'''

 

5、组合与重用性

软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式，即：组合。

组合指的是，在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合。

class Equip: #武器装备类
def fire(self):
print('release Fire skill')

class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
camp='Noxus'
def __init__(self,nickname):
self.nickname=nickname
self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性

r1=Riven('锐雯雯')
r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法

#release Fire skill

 

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同，

1.继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种'是'的关系，比如白马是马，人是动物。

当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如老师是人，学生是人

2.组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python和linux课程，教授有学生s1、s2、s3...

栗子：

class People:
def __init__(self,name,age,sex):
self.name=name
self.age=age
self.sex=sex

class Course:
def __init__(self,name,period,price):
self.name=name
self.period=period
self.price=price
def tell_info(self):
print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))

class Teacher(People):
def __init__(self,name,age,sex,job_title):
People.__init__(self,name,age,sex)
self.job_title=job_title
self.course=[]
self.students=[]

class Student(People):
def __init__(self,name,age,sex):
People.__init__(self,name,age,sex)
self.course=[]

def tell_info(self):
print('<%s %s %s>' % (self.name,self.age,self.sex))

egon=Teacher('egon',18,'male','NB')
s1=Student('牛榴弹',18,'female')

python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('linux','3mons',3000.0)

#为老师egon和学生s1添加课程
egon.course.append(python)  #往课程列表里面添加的是课程对象
egon.course.append(linux)
s1.course.append(python)

#为老师egon添加学生s1
egon.students.append(s1)    #往学生列表里面添加的是学生对象

#使用
for obj in egon.course:
obj.tell_info()         #调用课程对象的tell_info方法打印课程信息

for stu in egon.students:
stu.tell_info()         #调用学生对象的tell_info方法打印学生信息

'''
<python 3mons 3000.0>
<linux 3mons 3000.0>
<牛榴弹 18 female>
'''

 

6、接口与归一化设计

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

 

归一化的好处在于：

1. 归一化让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

2. 归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合

　　2.1：就好象linux的泛文件概念一样，所有东西都可以当文件处理，不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕（当然，对底层设计者，当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”，然后做出针对性的设计：细致到什么程度，视需求而定）。

　　2.2：再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样。

 

模仿interface

在python中根本就没有一个叫做interface的关键字，如果非要去模仿接口的概念

1、可以借助第三方模块：

http://pypi.python.org/pypi/zope.interface

twisted的twisted\internet\interface.py里使用zope.interface

文档https://zopeinterface.readthedocs.io/en/latest/

设计模式：https://github.com/faif/python-patterns

 

2、也可以使用继承： 

继承的两种用途

一：继承基类的方法，并且做出自己的改变或者扩展（代码重用）：实践中，继承的这种用途意义并不很大，甚至常常是有害的。因为它使得子类与基类出现强耦合。

二：声明某个子类兼容于某基类，定义一个接口类（模仿java的Interface），接口类中定义了一些接口名（就是函数名）且并未实现接口的功能，子类继承接口类，并且实现接口中的功能。

class Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念，python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。
def read(self): #定接口函数read
pass

def write(self): #定义接口函数write
pass

class Txt(Interface): #文本，具体实现read和write
def read(self):
print('文本数据的读取方法')

def write(self):
print('文本数据的读取方法')

class Sata(Interface): #磁盘，具体实现read和write
def read(self):
print('硬盘数据的读取方法')

def write(self):
print('硬盘数据的读取方法')

class Process(Interface):
def read(self):
print('进程数据的读取方法')

def write(self):
print('进程数据的读取方法')

上面的代码只是看起来像接口，其实并没有起到接口的作用，子类完全可以不用去实现接口 ，这就用到了抽象类。

 

7、抽象类

7.1、什么是抽象类

    与java一样，python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现，抽象类是一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被实例化。

 

7.2、为什么要有抽象类

    如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。

　 比如我们有香蕉的类，有苹果的类，有桃子的类，从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类，你吃水果时，要么是吃一个具体的香蕉，要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。

    从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。

　 从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中只能有抽象方法（没有实现功能），该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似，但其实是不同的，即将揭晓答案

 

7.3、在python中实现抽象类

#_*_coding:utf-8_*_
#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类

class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
all_type='file'
@abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能，装饰器
def read(self):
'子类必须定义读功能'
pass

@abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
def write(self):
'子类必须定义写功能'
pass

# class Txt(All_file):
#     pass
#
# t1=Txt() #这样会报错,子类没有定义抽象方法

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('文本数据的读取方法')

def write(self):
print('文本数据的读取方法')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('硬盘数据的读取方法')

def write(self):
print('硬盘数据的读取方法')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
def read(self):
print('进程数据的读取方法')

def write(self):
print('进程数据的读取方法')

txt_file=Txt()
sata_file=Sata()
process_file=Process()

#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
txt_file.read()
sata_file.write()
process_file.read()

print(txt_file.all_type)
print(sata_file.all_type)
print(process_file.all_type)

 

7.4、抽象类与接口

抽象类的本质还是类，指的是一组类的相似性，包括数据属性（如all_type）和函数属性（如read、write），而接口只强调函数属性的相似性。

抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计 。

 

8、继承实现的原理

8.1、继承顺序

在Java和C#中子类只能继承一个父类，而Python中子类可以同时继承多个父类，如A(B,C,D)。

如果继承关系为非菱形结构，则会按照先找B这一条分支，然后再找C这一条分支，最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性

如果继承关系为菱形结构，那么属性的查找方式有两种，分别是：深度优先和广度

 

class A(object):
def test(self):
print('from A')

class B(A):
def test(self):
print('from B')

class C(A):
def test(self):
print('from C')

class D(B):
def test(self):
print('from D')

class E(C):
def test(self):
print('from E')

class F(D,E):
# def test(self):
#     print('from F')
pass
f1=F()
f1.test()
print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表，经典类没有这个属性

#新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A
#经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C
#python3中统一都是新式类
#pyhon2中才分新式类与经典类

 

8.2、继承原理

python到底是如何实现继承的，对于你定义的每一个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，例如

>>> F.mro() #等同于F.__mro__
[<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

 

9、子类中调用父类的方法

方法一：指名道姓，即父类名.父类方法()

#_*_coding:utf-8_*_

class Vehicle: #定义交通工具类
Country='China'
def __init__(self,name,speed,load,power):
self.name=name
self.speed=speed
self.load=load
self.power=power

def run(self):
print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
def __init__(self,name,speed,load,power,line):
Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power)
self.line=line

def run(self):
print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
 Vehicle.run(self)

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

 

方法二：super()

class Vehicle: #定义交通工具类
Country='China'
def __init__(self,name,speed,load,power):
self.name=name
self.speed=speed
self.load=load
self.power=power

def run(self):
print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
def __init__(self,name,speed,load,power,line):
#super(Subway,self) 就相当于实例本身 在python3中super()等同于super(Subway,self)
super().__init__(name,speed,load,power)
self.line=line

def run(self):
print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
super(Subway,self).run()

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

强调：二者使用哪一种都可以，但最好不要混合使用 

 

指名道姓与super()的区别：

#指名道姓
class A:
def __init__(self):
print('A的构造方法')
class B(A):
def __init__(self):
print('B的构造方法')
A.__init__(self)

class C(A):
def __init__(self):
print('C的构造方法')
A.__init__(self)

class D(B,C):
def __init__(self):
print('D的构造方法')
B.__init__(self)
C.__init__(self)


f1=D() #A.__init__被重复调用
'''
D的构造方法
B的构造方法
A的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''

#使用super()
class A:
def __init__(self):
print('A的构造方法')
class B(A):
def __init__(self):
print('B的构造方法')
super(B,self).__init__()

class C(A):
def __init__(self):
print('C的构造方法')
super(C,self).__init__()

class D(B,C):
def __init__(self):
print('D的构造方法')
super(D,self).__init__()

f1=D() #super()会基于mro列表,往后找
'''
D的构造方法
B的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''

　　当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次（注意注意注意：使用super调用的所有属性，都是从MRO列表当前的位置往后找，千万不要通过看代码去找继承关系，一定要看MRO列表）

 

四、多态与多态性

1、多态

多态指的是一类事物有多种形态

动物有多种形态：人，狗，猪

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
@abc.abstractmethod
def talk(self):
pass

class People(Animal): #动物的形态之一:人
def talk(self):
print('say hello')

class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
def talk(self):
print('say wangwang')

class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
def talk(self):
print('say aoao')

 

文件有多种形态：文本文件，可执行文件

import abc
class File(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:文件
@abc.abstractmethod
def click(self):
pass

class Text(File): #文件的形态之一:文本文件
def click(self):
print('open file')

class ExeFile(File): #文件的形态之二:可执行文件
def click(self):
print('execute file')

 

2、多态性

peo=People()
dog=Dog()
pig=Pig()

#peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法
#于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用
peo.talk()
dog.talk()
pig.talk()

#更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用
def func(obj):
obj.talk()

 

五、封装

在python中用双下划线开头的方式将属性隐藏起来（设置成私有的）

#其实这仅仅这是一种变形操作且仅仅只在类定义阶段发生变形
#类中所有双下划线开头的名称如__x都会在类定义时自动变形成：_类名__x的形式：

class A:
__N=0 #类的数据属性就应该是共享的,但是语法上是可以把类的数据属性设置成私有的如__N,会变形为_A__N
def __init__(self):
self.__X=10 #变形为self._A__X
def __foo(self): #变形为_A__foo
print('from A')
def bar(self):
self.__foo() #只有在类内部才可以通过__foo的形式访问到.

#A._A__N是可以访问到的，
#这种，在外部是无法通过__x这个名字访问到。

这种变形需要注意的问题是：

　　1.这种机制也并没有真正意义上限制我们从外部直接访问属性，知道了类名和属性名就可以拼出名字：_类名__属性，然后就可以访问了，如a._A__N，即这种操作并不是严格意义上的限制外部访问，仅仅只是一种语法意义上的变形，主要用来限制外部的直接访问。

　　2.变形的过程只在类的定义时发生一次,在定义后的赋值操作，不会变形。

　　3.在继承中，父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以将方法定义为私有的。

#正常情况
>>> class A:
...     def fa(self):
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.fa()
...
>>> class B(A):
...     def fa(self):
...         print('from B')
...
>>> b=B()
>>> b.test()
from B

#把fa定义成私有的，即__fa
>>> class A:
...     def __fa(self): #在定义时就变形为_A__fa
...         print('from A')
...     def test(self):
...         self.__fa() #只会与自己所在的类为准,即调用_A__fa
...
>>> class B(A):
...     def __fa(self):
...         print('from B')
...
>>> b=B()
>>> b.test()
from A

 

　　封装的真谛在于明确地区分内外，封装的属性可以直接在内部使用，而不能被外部直接使用，然而定义属性的目的终归是要用，外部要想用类隐藏的属性，需要我们为其开辟接口，让外部能够间接地用到我们隐藏起来的属性，那这么做的意义何在？？？

　　1：封装数据：将数据隐藏起来这不是目的。隐藏起来然后对外提供操作该数据的接口，然后我们可以在接口附加上对该数据操作的限制，以此完成对数据属性操作的严格控制。

class Teacher:
def __init__(self,name,age):
# self.__name=name
# self.__age=age
self.set_info(name,age)

def tell_info(self):
print('姓名:%s,年龄:%s' %(self.__name,self.__age))
def set_info(self,name,age):
if not isinstance(name,str):
raise TypeError('姓名必须是字符串类型')
if not isinstance(age,int):
raise TypeError('年龄必须是整型')
self.__name=name
self.__age=age

t=Teacher('egon',18)
t.tell_info()

t.set_info('egon',19)
t.tell_info()

　　2：封装方法：目的是隔离复杂度

　　封装方法举例： 

　　　　1. 电视机本身是一个黑盒子，隐藏了所有细节，但是一定会对外提供了一堆按钮，这些按钮也正是接口的概念，所以说，封装并不是单纯意义的隐　　藏！！！

　　　　2. 快门就是傻瓜相机为傻瓜们提供的方法，该方法将内部复杂的照相功能都隐藏起来了

提示：在编程语言里，对外提供的接口（接口可理解为了一个入口），可以是函数，称为接口函数，这与接口的概念还不一样，接口代表一组接口函数的集合体。

#取款是功能,而这个功能有很多功能组成:插卡、密码认证、输入金额、打印账单、取钱
#对使用者来说,只需要知道取款这个功能即可,其余功能我们都可以隐藏起来,很明显这么做
#隔离了复杂度,同时也提升了安全性

class ATM:
def __card(self):
print('插卡')
def __auth(self):
print('用户认证')
def __input(self):
print('输入取款金额')
def __print_bill(self):
print('打印账单')
def __take_money(self):
print('取款')

def withdraw(self):
self.__card()
self.__auth()
self.__input()
self.__print_bill()
self.__take_money()

a=ATM()
a.withdraw()

　　python并不会真的阻止你访问私有的属性，模块也遵循这种约定，如果模块名以单下划线开头，那么from module import *时不能被导入,但是你from module import _private_module依然是可以导入的。其实很多时候你去调用一个模块的功能时会遇到单下划线开头的(socket._socket,sys._home,sys._clear_type_cache),这些都是私有的，原则上是供内部调用的，作为外部的你，一意孤行也是可以用的，只不过显得稍微傻逼一点点，python要想与其他编程语言一样，严格控制属性的访问权限，只能借助内置方法如__getattr__，详见面向对象进阶。

 

　　property是一种特殊的属性，访问它时会执行一段功能（函数）然后返回值。

看栗子：

class People:
def __init__(self,name,weight,height):
self.name=name
self.weight=weight
self.height=height
@property
def bmi(self):
return self.weight / (self.height**2)

p1=People('egon',75,1.85)
print(p1.bmi)  #直接把bmi当做一个属性，进行访问

 

栗子二：圆的周长和面积 ：

import math
class Circle:
def __init__(self,radius): #圆的半径radius
self.radius=radius

@property
def area(self):
return math.pi * self.radius**2 #计算面积

@property
def perimeter(self):
return 2*math.pi*self.radius #计算周长

c=Circle(10)
print(c.radius)
print(c.area) #可以向访问数据属性一样去访问area,会触发一个函数的执行,动态计算出一个值
print(c.perimeter) #同上
'''
输出结果:
10
314.1592653589793
62.83185307179586
'''

#注意：此时的特性arear和perimeter不能被赋值
c.area=3 #为特性area赋值
'''
抛出异常:
AttributeError: can't set attribute
'''

class Foo:
def __init__(self,val):
self.__NAME=val #将所有的数据属性都隐藏起来

@property
def name(self):
return self.__NAME #obj.name访问的是self.__NAME(这也是真实值的存放位置)

@name.setter
def name(self,value):
if not isinstance(value,str):  #在设定值之前进行类型检查
raise TypeError('%s must be str' %value)
self.__NAME=value #通过类型检查后,将值value存放到真实的位置self.__NAME

@name.deleter
def name(self):
raise TypeError('Can not delete')

f=Foo('egon')
print(f.name)
# f.name=10 #抛出异常'TypeError: 10 must be str'
del f.name #抛出异常'TypeError: Can not delete'

　　封装在于明确区分内外，使得类实现者可以修改封装内的东西而不影响外部调用者的代码；而外部使用用者只知道一个接口(函数)，只要接口（函数）名、参数不变，使用者的代码永远无需改变。这就提供一个良好的合作基础——或者说，只要接口这个基础约定不变，则代码改变不足为虑。

#类的设计者
class Room:
def __init__(self,name,owner,width,length,high):
self.name=name
self.owner=owner
self.__width=width
self.__length=length
self.__high=high
def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏了内部的实现细节，此时我们想求的是面积
return self.__width * self.__length

#使用者
>>> r1=Room('卧室','egon',20,20,20)
>>> r1.tell_area() #使用者调用接口tell_area
400

#类的设计者，轻松的扩展了功能，而类的使用者完全不需要改变自己的代码
class Room:
def __init__(self,name,owner,width,length,high):
self.name=name
self.owner=owner
self.__width=width
self.__length=length
self.__high=high
def tell_area(self): #对外提供的接口，隐藏内部实现，此时我们想求的是体积,内部逻辑变了,只需求修该下列一行就可以很简答的实现,而且外部调用感知不到,仍然使用该方法，但是功能已经变了
return self.__width * self.__length * self.__high

#对于仍然在使用tell_area接口的人来说，根本无需改动自己的代码，就可以用上新功能
>>> r1.tell_area()
8000

 

六、Python中关于OOP的常用术语

抽象/实现

　　抽象指对现实世界问题和实体的本质表现,行为和特征建模,建立一个相关的子集,可以用于绘程序结构,从而实现这种模型。抽象不仅包括这种模型的数据属性,还定义了这些数据的接口。对某种抽象的实现就是对此数据及与之相关接口的现实化(realization)。现实化这个过程对于客户 程序应当是透明而且无关的。 

 

封装/接口

　　封装描述了对数据/信息进行隐藏的观念,它对数据属性提供接口和访问函数。通过任何客户端直接对数据的访问,无视接口,与封装性都是背道而驰的,除非程序员允许这些操作。作为实现的 一部分,客户端根本就不需要知道在封装之后,数据属性是如何组织的。在Python中,所有的类属性都是公开的,但名字可能被“混淆”了,以阻止未经授权的访问,但仅此而已,再没有其他预防措施了。这就需要在设计时,对数据提供相应的接口,以免客户程序通过不规范的操作来存取封装的数据属性。

注意：封装绝不是等于“把不想让别人看到、以后可能修改的东西用private隐藏起来”

真正的封装是，经过深入的思考，做出良好的抽象，给出“完整且最小”的接口，并使得内部细节可以对外透明

（注意：对外透明的意思是，外部调用者可以顺利的得到自己想要的任何功能，完全意识不到内部细节的存在）

 

合成

　　合成扩充了对类的 述,使得多个不同的类合成为一个大的类,来解决现实问题。合成 述了 一个异常复杂的系统,比如一个类由其它类组成,更小的组件也可能是其它的类,数据属性及行为, 所有这些合在一起,彼此是“有一个”的关系。

 

派生/继承/继承结构

　　派生描述了子类衍生出新的特性,新类保留已存类类型中所有需要的数据和行为,但允许修改或者其它的自定义操作,都不会修改原类的定义。
　　继承描述了子类属性从祖先类继承这样一种方式。
　　继承结构表示多“代”派生,可以述成一个“族谱”,连续的子类,与祖先类都有关系。

 

泛化/特化　　

　　基于继承泛化表示所有子类与其父类及祖先类有一样的特点。特化描述所有子类的自定义,也就是,什么属性让它与其祖先类不同。

 

多态与多态性

　　多态指的是同一种事物的多种状态：水这种事物有多种不同的状态：冰，水蒸气。

　　多态性的概念指出了对象如何通过他们共同的属性和动作来操作及访问,而不需考虑他们具体的类。

　　冰，水蒸气，都继承于水，它们都有一个同名的方法就是变成云，但是冰.变云(),与水蒸气.变云()是截然不同的过程，虽然调用的方法都一样。

 

自省/反射

　　自省也称作反射，这个性质展示了某对象是如何在运行期取得自身信息的。如果传一个对象给你,你可以查出它有什么能力,这是一项强大的特性。如果Python不支持某种形式的自省功能,dir和type内建函数,将很难正常工作。还有那些特殊属性,像__dict__,__name__及__doc__

 

七、领域模型

从领域模型开始,我们就开始了面向对象的分析和设计过程,可以说,领域模型是完成从需求分析到面向对象设计的一座桥梁。 

领域模型,顾名思义,就是需求所涉及的领域的一个建模,更通俗的讲法是业务模型。参考百度百科(http://baike.baidu.cn/view/757895.htm ),领域模型定义如下: 

从这个定义我们可以看出,领域模型有两个主要的作用:

　　1、发掘重要的业务领域概念

　　2、建立业务领域概念之间的关系 

 

领域建模三字经 

　　领域模型如此重要,很多同学可能会认为领域建模很复杂,需要很高的技巧。然而事实上领域建模非常简单,简单得有点难以让人相信,领域建模的方法概括一下就是“找名词”! 许多同学看到这个方法后估计都会笑出来:太假了吧,这么简单,找个初中生都会啊,那我们公司那些分 析师和设计师还有什么用哦?

　　分析师和设计师当然有用,后面我们会看到,即使是简单的找名词这样的操作,也涉及到分析和提炼,而 不是简单的摘取出来就可,这种情况下分析师和设计师的经验和技能就能够派上用场了。但领域模型分析也确实相对简单,即使没有丰富的经验和高超的技巧,至少也能完成一个能用的领域模型。 

　　虽然我们说“找名词”很简单,但一个关键的问题还没有说明:从哪里找? 如果你还记得领域模型是“需求到面向对象的桥梁”,那么你肯定一下子就能想到:从需求模型中找,具 体来说就是从用例中找。 

　　归纳一下域建模的方法就是“从用例中找名词”。 当然,找到名词后,为了能够更加符合面向对象的要求和特点,我们还需要对这些名词进一步完善,这就 是接下来的步骤:加属性,连关系! 

　　最后我们总结出领域建模的三字经方法:找名词、加属性、连关系。 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/Andy0827/p/9007120.html