一、封裝
- 將數(shù)據(jù)和行為進(jìn)行封裝，形成類
1铺峭、類的定義
class TestClass:
# 公有類變量墓怀，可以用類名直接調(diào)用
cls_var_1 = 'pulic class variable'
# 私有類變量，只能在類內(nèi)部調(diào)用
# 定義私有變量或函數(shù)卫键，都以雙下劃線開始傀履，且不以雙下劃線結(jié)尾
__cls_var_2 = 'private class variable'
# 構(gòu)造函數(shù)（初始化函數(shù)），初始化類的時(shí)候被調(diào)用
# 以雙下劃線開始莉炉，且以雙下劃線結(jié)尾的方法钓账，都有特殊意義
def __init__(self, x, y):
# 定義實(shí)例變量（公有實(shí)例變量），只有實(shí)例化之后才能調(diào)用
self.x = x
# 定義私有實(shí)例變量絮宁，初始化之后梆暮，也只能通過內(nèi)部方法調(diào)用
self.__y = y
# 公有實(shí)例方法（第一個(gè)參數(shù)必須要有，且約定為“self”绍昂，代表類本身）
# 實(shí)例方法只是實(shí)例化之后才能被實(shí)例調(diào)用
def method_1(self, *args, **kwargs):
pass
# 私有實(shí)例方法
def __method_2(self, *args, **kwargs):
pass
# 公有類方法（第一個(gè)參數(shù)必須要有啦粹，且約定為“cls”，代表類本身）
# 公有類方法可以直接用類名調(diào)用（無需實(shí)例化）
# 類方法的的定義跟實(shí)例方法類似窘游，只需要加上classmethod的裝飾器即可
@classmethod
def method_11(cls, *args, **kwargs):
pass
# 私有類方法
@classmethod
def __method_12(cls, *args, **kwargs):
pass
# 靜態(tài)方法唠椭，使用頻率很低，不要傳遞self或cls變量
# 靜態(tài)方定義類似類方法忍饰，只需要加上staticmethod的裝飾器即可
# 法效果上：只是給方法加了個(gè)命名空間
@staticmethod
def method_111(*args, **kwargs):
pass
2泪蔫、python中的getter、setter函數(shù)
# python中的getter喘批、setter函數(shù)
class A:
def __init__(self):
self.__val = 0
# 當(dāng)實(shí)例函數(shù)的參數(shù)只有self的時(shí)候撩荣，可以加property裝飾器
# 可以將函數(shù)定義成屬性，實(shí)例化之后饶深，是需要實(shí)例名.調(diào)用即可餐曹，不用加括號
# 被property裝飾的屬性是只讀的，不能動(dòng)態(tài)修改
# 實(shí)際上敌厘，跟java中的getter函數(shù)一樣台猴，只讀且不可修改私有屬性
@property
def val(self):
if self.__val < 0:
return 0
return self.__val
# 被裝飾成setter函數(shù)的前提是，函數(shù)名必須要跟被裝飾property的函數(shù)名一樣
# setter函數(shù)接收一些參數(shù)俱两，并且在內(nèi)部做一些類型和數(shù)值判斷
@val.setter
def val(self, value):
if isinstance(value, (int, float)) and value >= 0:
self.__val = value
else:
self.__val = 0
二饱狂、繼承
1、單繼承
# 定義一個(gè)具有門牌號宪彩、開關(guān)門狀態(tài)的類“Door”
class Door:
# 初始化的時(shí)候休讳，定義了門牌號、開關(guān)門狀態(tài)
def __init__(self, number, status):
self.__number = number
self.__status = status
def open(self):
self.__status = 'is_oppened'
print("open the door")
def close(self):
self.__status = 'is_closed'
print("close the door")
# 定義一個(gè)具有鎖的門（繼承自類“Door”）
class LockableDoor(Door):
# 重寫構(gòu)造方法
def __init__(self, number, status, is_locked):
# 初始化父類的實(shí)例變量
super(LockableDoor, self).__init__(number, status)
self.__is_locked = is_locked
# 重寫父類的open方法尿孔，因?yàn)樽宇惖膐pen跟父類的不完全一樣俊柔，且有相似的地方
def open(self):
if not self.__is_locked:
# 如果門沒有上鎖筹麸，開門動(dòng)作跟Door一樣，執(zhí)行父類的open方法
super(LockableDoor, self).open()
else:
# 如果門上鎖了雏婶，執(zhí)行子類自己的方法
print('is_locked, can not open.')
# 關(guān)門的行為跟Door一樣物赶，不需要在子類中再定義，可以省略
# 定義子類中的新方法留晚，鎖門動(dòng)作是子類獨(dú)有方法酵紫，父類中沒有
def lock(self):
if self.__status == 'is_opened':
print('is openning, can not lock.')
else:
self.__is_locked = True
- 單繼承的規(guī)則
1、私有的方法和變量不可以繼承（包含類級和實(shí)例級的方法和變量）
2错维、公有的方法和變量是可繼承的（類級和實(shí)例級的）
3奖地、父類公有方法（實(shí)例級和類級）可以訪問父類的私有變量（即使子類中重新定義了同名的私有變量，調(diào)用父類的公有方法需五，訪問的依然是父類的私有變量）（父類的私有變量不會(huì)被子類覆蓋）（父類的公有變量會(huì)被子類覆蓋鹉动，包含類級的和實(shí)例級的）
上面一條的出現(xiàn)，主要是私有變量改名導(dǎo)致的
2宏邮、 多繼承規(guī)則
# 定義文檔類泽示，初始化文檔的內(nèi)容
class Document:
def __init__(self, content):
self.content = content
# 定義Word類型的文檔，繼承自Document類
class Word(Document):
# Word文檔具有自己的格式化行為
def formater(self):
self.content = 'Word document: {0}'.format(self.content)
# 定義Excel類型的文檔蜜氨，繼承自Document類
class Excel(Document):
def formater(self):
self.content = 'Excel document: {0}'.format(self.content)
# 定義打印機(jī)類Printer
class Printer:
def display(self):
print('{0} printed on Printer.'.format(self.content))
# 定義顯示器類Monitor
class Monitor:
def display(self):
print('{0} printed on Monitor.'.format(self.content))
# 將多個(gè)功能單一的類組合成打印各種文檔的類（MIXIN混入模式械筛，實(shí)現(xiàn)組合）
# 1、拼湊成在打印機(jī)上打印Word文檔的類
class WordOnPrinter(Word, Printer):
pass
# 2飒炎、拼湊成在顯示器上顯示word文檔的類
class WordOnMonitor(Word, Monitor):
pass
# 3埋哟、拼湊成在打印機(jī)上打印excel文檔的類
class ExcelOnPrinter(Word, Printer):
pass
# 4、拼湊成在顯示器上顯示excel文檔的類
class ExcelOnMonitor(Word, Monitor):
pass
MIXIN實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)跟方法的分離郎汪，被組合的多個(gè)類赤赊，不能獨(dú)立運(yùn)行，必須通過組合才能發(fā)揮作用煞赢，此時(shí)抛计，不用考慮繼承順序及MRO（通過C3算法計(jì)算而來）。
- 多繼承規(guī)則;：
1照筑、不能相互繼承吹截，防止A繼承B，B繼承C凝危，C又繼承A波俄，要符合MRO規(guī)則
2、符合MIXIN的類可以隨意組合蛾默，無需考慮MRO
3懦铺、多繼承如果遇到同名函數(shù)，會(huì)按照繼承列表從左至右趴生，先遇到哪個(gè)就執(zhí)行哪個(gè)阀趴；
所以昏翰，MIXIN類要寫在前面苍匆，避免MIXIN類里的方法得不到執(zhí)行刘急。
三、魔術(shù)方法
以雙下滑下開始浸踩，且以雙下劃線結(jié)尾的方法叔汁，都有特殊含義，也叫魔術(shù)方法检碗。
對象的創(chuàng)建與銷毀
1据块、' __ new__ ' 創(chuàng)建對象
2、'__ init__' 初始化對象
3折剃、'__ del__' 當(dāng)對象銷毀（垃圾回收）的時(shí)候調(diào)用可視化對象
# 定義一個(gè)類Test
class Test:
def __init__(self, name):
self.name = name
# 當(dāng)print該類的實(shí)例對象的時(shí)候另假，會(huì)調(diào)用此方法
# 如果不手動(dòng)更改返回值，默認(rèn)會(huì)返回實(shí)例對象的機(jī)器碼數(shù)值（如對戲類型怕犁，內(nèi)存地址）
# 如果定義此方法的同時(shí)边篮，還定義了__str__魔術(shù)方法，則返回__str__方法定義的字符串
def __repr__(self):
return self.name
# 當(dāng)使用str()函數(shù)查看該類的字符串時(shí)奏甫，調(diào)用此方法
def __str__(self):
return 'call__str__name is {0}'.format(self.name)
# 當(dāng)使用bytes()函數(shù)查看該類的字符串時(shí)戈轿，調(diào)用此方法
def __bytes__(self):
return 'call__str__name is {0}'.format(self.name).encode('utf-8')
用的比較多的就是__ str__可視化方法
- 比較運(yùn)算符重載
# 定義一個(gè)Person類，實(shí)現(xiàn)根據(jù)人的年齡比較大小
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
# 當(dāng)該對象實(shí)現(xiàn)了以下魔術(shù)方法的時(shí)候阵子，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)年齡比較大小
def __lt__(self, other):
return self.age < other.age
def __le__(self, other):
return self.age <= other.age
def __eg__(self, other):
return self.age == other.age
def __ne__(self, other):
return self.age != other.age
def __ge__(self, other):
return self.age >= other.age
def __gt__(self, other):
return self.age > other.age
比較運(yùn)算符的運(yùn)算會(huì)調(diào)用相應(yīng)的比較魔術(shù)方法
- 布爾函數(shù)bool
list默認(rèn)沒有__ bool__()函數(shù)思杯，會(huì)調(diào)用__ len__()方法，判斷其長度挠进；
如果明確定義了__ bool__()函數(shù)色乾，就不會(huì)調(diào)用__ len__()方法。
- 哈希函數(shù)
__ hash__() 返回一串?dāng)?shù)字
- 可調(diào)用對象
實(shí)現(xiàn)了__ call__() 方法的類领突，就是可調(diào)用對象暖璧。
判斷一個(gè)對象是否可調(diào)用，可以使用callable()函數(shù)進(jìn)行判斷攘须。
- 使用可調(diào)用對象給類做裝飾器
# 裝飾器不僅可以裝飾方法漆撞，也可以裝飾類
# 使用類裝飾器實(shí)現(xiàn)單例模式
class Single:
# 定義一個(gè)私有類變量，存儲(chǔ)被裝飾的類的實(shí)例
__instance = None
# 初始化函數(shù)接收一個(gè)類作為參數(shù)
def __init__(self, cls):
self.cls = cls
# 定義__call__()方法于宙，被調(diào)用的時(shí)候執(zhí)行
def __call__(self, *args, **kwargs):
# 判斷是否已經(jīng)存在cls的實(shí)例
if not self.__instance:
# 如果還沒有cls類的實(shí)例出現(xiàn)浮驳，則初始化一個(gè)cls的實(shí)例
# 并將初始化的cls實(shí)例賦值給self.__instance變量
self.__instance = self.cls(*args, **kwargs)
# 返回初始化的實(shí)例
return self.__instance
@Single
class Test:
pass
test = Test() <==等價(jià)于==> Single(Test)()
當(dāng)保存一些全局性的變量，一般使用類做裝飾器捞魁。
可調(diào)用對象通常用來寫類的裝飾器至会。
- 反射
dir()就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的反射，
執(zhí)行dir()的時(shí)候谱俭，會(huì)調(diào)用對象的__ dict__屬性奉件。
調(diào)用__ dict__屬性的時(shí)候宵蛀，會(huì)以字典的形式打印出所有的實(shí)例屬性，
類屬性以及各種方法都不會(huì)顯示县貌。
getattr()函數(shù)术陶，返回類屬性和類方法，不會(huì)返回實(shí)例屬性煤痕。
例如：getattr(類名梧宫，類屬性/類方法的字符串形式)
setattr()函數(shù)，動(dòng)態(tài)的給某個(gè)對象增加實(shí)例屬性
delattr()函數(shù)摆碉，動(dòng)態(tài)的刪除某個(gè)屬性
# 定義一個(gè)獲取屬性的類
class GetAttr:
def __init__(self):
self.__dic = {'x':1, 'y':2}
# 此處定義了一個(gè)字典里面不存在的屬性塘匣，在獲取的時(shí)候就不會(huì)調(diào)用__ getattr__方法
self.a = 11
# 當(dāng)定義了實(shí)例屬性x， 就不會(huì)調(diào)用__ getattr__方法
self.x = 22
# 當(dāng)獲取y屬性的時(shí)候巷帝，會(huì)先在初始化階段查找是否有y屬性
# 如果沒有忌卤，就調(diào)用__ getattr__方法繼續(xù)查找
# 如果__ getattr__方法也沒找到，才會(huì)拋出異常
def __getattr__(self, name):
print('get {0}'.format(name))
return self.__dic.get(name)
# 實(shí)例化一個(gè)GetAttr對象
g1 = GetAttr()
# 調(diào)用g1的x屬性
# 這里楞泼，在字典和初始化階段都有x屬性
# 會(huì)直接調(diào)用初始化階段的x屬性
# 不會(huì)檢查__getattr__方法
g1.x
返回 22
__ getattr__ 調(diào)用順序：先查找類本身的屬性驰徊，沒找到再調(diào)用此方法
__ getattrute__調(diào)用順序：直接調(diào)用此方法，不管找到與否都不去查找類本身的屬性
- with語句與"__ enter__" 和 "__ exit__"
當(dāng)打開一種資源现拒，進(jìn)行一系列操作之后辣垒，再關(guān)閉連接，
這個(gè)時(shí)候需要用到with語句（必入數(shù)據(jù)庫的連接操作）
# 比如印蔬，進(jìn)行文件讀取操作的時(shí)候勋桶，使用with語句
with open('./text.log') as f:
f.readline()
......
只要一個(gè)類同時(shí)實(shí)現(xiàn)了"__ enter__" 和 "__ exit__"兩個(gè)魔術(shù)方法，
就可以使用with語句侥猬。
通常情況下：將一些打開和初始化的工作在__ enter__方法里完成例驹；
結(jié)束后的清場工作，都在__ exit__方法里完成退唠。
# 定義一個(gè)資源類
class Resource:
def __init__(self):
print('init 操作')
# 定義__enter__方法鹃锈，進(jìn)入操作
def __enter__(self):
print('enter 打開資源、建立連接等操作')
# 定義__exit__方法瞧预，離開操作
def __exit__(self, *args, **kwargs):
print('exit 關(guān)閉資源屎债、關(guān)閉連接，清場操作')
# with語句塊結(jié)束的時(shí)候垢油，會(huì)自動(dòng)調(diào)用Resource類的__exit__方法進(jìn)行清場操作
with Resource() as rs:
print('rs 業(yè)務(wù)邏輯操作')
# 執(zhí)行結(jié)果如下
init 操作
enter 打開資源盆驹、建立連接等操作
rs 業(yè)務(wù)邏輯操作
exit 關(guān)閉資源、關(guān)閉連接滩愁，清場操作
可以有效的避免忘記關(guān)閉資源的后患躯喇。
四、描述器
實(shí)現(xiàn)了以下三個(gè)魔術(shù)方法的類硝枉，就是描述器
1廉丽、__ get__
2倦微、__ set__
3、__ delete__
# 定義一個(gè)Number類正压，用于描述數(shù)字類型的變量
class Number:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __get__(self, instance, cls):
print('get')
if instance is not None:
return instance.__dict__[self.name]
return self
def __set__(self, instance, value):
print('set')
if isinstance(value, (int, float)):
instance.__dict__[self.name] = value
else:
raise TypeError('Excepted int or float type')
def __delete__(self, instance):
print('delete')
del instance.__dict__[self.name]
# 定義一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)類
class Point:
x = Number('x')
y = Number('y')
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y =y
# 實(shí)例化一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)
point = Point(1, 2)
# 獲取橫坐標(biāo)
point.x # Point.x.__get__(point, Point)
描述器多用于類型檢查
以下校驗(yàn)失敗欣福，不知道問題出在哪里，待解決蔑匣。劣欢。棕诵。裁良。。校套。
# 定義一個(gè)類型定義（用于類型檢查）的描述器
class Typed:
def __init__(self, name, excepetedType):
self.name = name
self.excepetedType = excepetedType
def __get__(self, instance, cls):
print('get')
if instance is None:
return self
return instance.__dict__[self.name]
def __set__(self, instance, value):
print('set')
if isinstance(value, self.excepetedType):
instance.__dict__[self.name] = value
else:
raise TypeError('Excepted {0}, but given {1}'.format(self.excepetedType, type(value)))
def __delete__(self, instance):
del instance.__dict__[self.name]
from functools import wraps
# 定義一個(gè)類型檢查的裝飾器（帶參數(shù)的裝飾器）
def typeAssert(**kwargs):
def inner(cls):
@wraps(cls)
def wrap(**kwargs):
for k,v in kwargs.items():
# 遍歷關(guān)鍵字參數(shù)列表
# 將每一項(xiàng)參數(shù)經(jīng)過類型檢查之后价脾，以屬性的方式添加到cls
setattr(cls, k, Typed(k, v))
return cls
return wrap
return inner
@typeAssert(x=int, y=float, z=str)
class Test:
def __init__(self, x, y, z):
self.x = x
self.y = y
self.z = z
# 以下語句沒報(bào)錯(cuò)，說明出問題了笛匙，問題待解決侨把。。妹孙。秋柄。。蠢正。
test = Test(x=1, y='123', z='qwe')
描述器是一個(gè)方法傳遞協(xié)議骇笔。
五、異常
1嚣崭、異常處理
錯(cuò)誤：通常指程序運(yùn)行中不可恢復(fù)的問題笨触。
異常：通常指可以在程序運(yùn)行時(shí)恢復(fù)的錯(cuò)誤。
# 定義一個(gè)異常語句塊雹舀，基礎(chǔ)語法如下
# 將可能出現(xiàn)異常的代碼寫在try語句內(nèi)
try:
print('begin')
1 / 0
print('end')
# 下面進(jìn)行異常捕獲芦劣，使用except語句
# except語句屬于可選項(xiàng)，可出現(xiàn)多次
# 按照順序依次匹配说榆，執(zhí)行最先匹配到的異常語句
# 所以虚吟，異常捕獲應(yīng)按照先子類，后父類的順序書寫except語句
except Exception as e:
print('Exception - ',e)
# as語句將捕獲到的異常的實(shí)例賦值給e變量签财，便于對異常對象的操作處理
except TypeError as e:
print('TypeError - ', e)
# 如果不需要對異常對象做任何處理串慰，也可以只寫except關(guān)鍵字，后面什么都不加
# 如果只要except關(guān)鍵字荠卷，后面沒有任何模式匹配的類型的時(shí)候模庐，會(huì)匹配所以異常類型
except ZeroDivisionError as e:
print('TypeError - ', e)
# 當(dāng)處理完異常，即將推出異常處語句塊的時(shí)候執(zhí)行finally語句
# 即使上面出現(xiàn)過return語句油宜，finally語句還是會(huì)執(zhí)行
# 通常掂碱，會(huì)在finally語句塊里面做一些資源清理或者釋放資源的操作
# 如：關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接怜姿，關(guān)閉正在讀寫的文件
finally:
print('finally do something...')
# 輸出結(jié)果
begin
Exception - division by zero
finally do something...
2、拋出異常
手動(dòng)拋出異常： 使用raise關(guān)鍵字
異常拋出疼燥，會(huì)拋給上層處理沧卢，如果上層沒有處理，會(huì)繼續(xù)上拋直到頂層
def fn(i):
if i < 0:
raise Exception('i<0')
BaseException
- Exception
- GeneratorExit
- KeyboardInterrupt
- SystemExit
3醉者、自定義異常
定義一個(gè)類但狭，繼承Exception即可
編寫庫的時(shí)候，通常會(huì)自定義一些異常撬即，方便調(diào)用者排查故障
六立磁、模塊化
Python中，模塊剥槐、包和庫的概念沒有清晰的邊界
一個(gè)文件就是一個(gè)模塊唱歧，模塊名就是文件名
一個(gè)目錄，包含了__ init__.py就是一個(gè)包
通常粒竖，當(dāng)一個(gè)或者若干個(gè)包颅崩，包含了一個(gè)setup.py就認(rèn)為是一個(gè)庫
導(dǎo)入一個(gè)模塊，實(shí)際上就是執(zhí)行該模塊蕊苗，所以不要在模塊里編寫全局性的操作語句沿后。
- 相對導(dǎo)入和絕對導(dǎo)入
同一包內(nèi)的模塊可以使用相對導(dǎo)入，也可以使用絕對導(dǎo)入朽砰。
1尖滚、相對引用：
引用同一級目錄下的模塊，使用.加模塊名
引用載上一級的模塊锅移，使用..加模塊名（再上一級使用...加模塊名）
2熔掺、絕對引用：
from 完整的模塊路徑名 import 模塊下的方法
如果是同一目錄下的引用，一般使用相對引用非剃，當(dāng)頂層的包名修改的時(shí)候置逻，引用不受影響。當(dāng)相對引用的層次太深的時(shí)候备绽，會(huì)導(dǎo)致引用者搞不清引用的是哪個(gè)包券坞。
- 循環(huán)導(dǎo)入
應(yīng)避免循環(huán)引用（會(huì)報(bào)錯(cuò)）
- 發(fā)布自己的庫
# 在要發(fā)布的包內(nèi)，創(chuàng)建一個(gè)setup.py的文件即可
# 文件內(nèi)容肺素，大致如下（引入標(biāo)準(zhǔn)庫的方式）
from distutils.core import setup
# setup函數(shù)接收一個(gè)可變關(guān)鍵字參數(shù)
# 以字典的形式傳遞參數(shù)
setup(**{
'name': '庫名'恨锚，
'version': '1.0.0',
# 目錄名（不會(huì)級聯(lián)子目錄，需要單獨(dú)指定）
'packages': ['包列表', '包列表.子目錄'] ,
# 安裝該包的時(shí)候倍靡，依賴的庫或者包列表（可選項(xiàng)）
'requires': ['依賴的庫名']
})
# 也可用關(guān)鍵字參數(shù)的形式傳遞參數(shù)
setup(
name = '庫名'猴伶，
version = '1.0.0',
packages = ['要發(fā)布的包列表']
)
# 創(chuàng)建好setup.py之后，在setup.py所在目錄執(zhí)行build命名
$ python setup.py build
# 引入第三方增強(qiáng)庫的方式編寫setup.py文件（通常使用這種方式）
from setuptools import setup, find_packages
setup(**{
'name': '庫名'，
'version': '1.0.0',
# find_packages函數(shù)會(huì)自動(dòng)查找目錄
'packages': find_packages(),
'install_requires': ['依賴的庫名==（>=）版本號']
})
發(fā)布出來之后他挎，會(huì)生成一個(gè)目錄文件筝尾。
安裝的時(shí)候，只需要進(jìn)入該目錄办桨，執(zhí)行pip命令即可：
$ pip install .
也可以筹淫，使用python命令安裝：
$ python setup.py install
如果放在而來GitHub上，也可以使用pip安裝：
$ pip install git+URL
- pip常用命令
1呢撞、freeze：列出當(dāng)前項(xiàng)目正在使用的庫和包（包含庫的具體版本）
# 將當(dāng)前項(xiàng)目的依賴包到處到requirements.txt文件中
$ pip freeze > requirements.txt
2损姜、install：安裝命令
# 從該文件讀取并安裝
$ pip install -r requirements.txt
