Python學習 Day 8 繼承 多態 Type isinstance dir __slots__

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繼承和多態

在OOP程式設計中，當我們定義一個class的時候，可以從某個現有的class繼承，新的class稱為子類（Subclass），而被繼承的class稱為基類、父類或超類（Base class、Superclass）。

>>> class Animal(object):#名為Animal的class

defrun(self):

print‘Animal is running...‘

>>> class Dog(Animal):#從Animal類繼承

pass

>>> dog=Dog()

>>> dog.run()#子類獲得了父類的全部功能

Animal is running...

>>> class Dog(Animal):#對子類增加一些方法

defrun(self):

print‘Dog is running...‘

>>> dog=Dog()

>>> dog.run()

Dog is running...

多態

a = list() # a是list類型

b = Animal() # b是Animal類型

c = Dog() # c是Dog類型

>>> isinstance(a, list)

True

在繼承關係中，如果一個執行個體的資料類型是某個子類，那它的資料類型也可以被看做是父類。但是，反過來就不行：

>>> b = Animal()

>>> isinstance(b, Dog)

False

繼承可以把父類的所有功能都直接拿過來，這樣就不必重零做起，子類只需要新增自己特有的方法，也可以把父類不適合的方法覆蓋重寫；有了繼承，才能有多態。在調用類執行個體方法的時候，盡量把變數視作父類類型，這樣，所有子類類型都可以正常被接收；

使用type()

判斷物件類型，使用type()函數：

>>> type(123)#基本類型都可以用type()判斷

<type ‘int‘>

>>> type(‘str‘)

<type ‘str‘>

>>> type(None)

<type ‘NoneType‘>

>>> type(abs)#變數指向函數或者類，也可以用type()判斷

<type ‘builtin_function_or_method‘>

>>> type(a)

<class ‘__main__.Animal‘>

>>> type(123)==type(456)#比較兩個變數的type類型是否相同

True

>>> import types#Python把每種type類型都定義好了常量，放在types模組裡

>>> type(‘abc‘)==types.StringType

True

>>> type(u‘abc‘)==types.UnicodeType

True

>>> type([])==types.ListType

True

>>> type(str)==types.TypeType

True

>>> type(int)==type(str)==types.TypeType#特殊的類型

True

使用isinstance()

isinstance()可以告訴我們，一個對象是否是某種類型。他判斷的是一個對象是否是該類型本身，或者位於該類型的父繼承鏈上。

>>> isinstance(d, Dog) and isinstance(d,Animal)

True

>>> isinstance(‘a‘, str)

True#能用type()判斷的基本類型也可以用isinstance()判斷

>>> isinstance(‘a‘, (str, unicode))

True# 判斷一個變數是否是某些類型中的一種

>>> isinstance(u‘a‘, basestring)

True#str和unicode都是從basestring繼承下來的

使用dir()

>>> dir(‘ABC‘)#獲得一個str對象的所有屬性和方法

[‘__add__‘, ‘__class__‘, ‘__contains__‘,‘__delattr__‘, ‘__doc__‘, ‘__eq__‘, ‘__format__‘, ‘__ge__‘, ‘__getattribute__‘,‘__getitem__‘, ‘__getnewargs__‘, ‘__getslice__‘, ‘__gt__‘, ‘__hash__‘,‘__init__‘, ‘__le__‘, ‘__len__‘, ‘__lt__‘, ‘__mod__‘, ‘__mul__‘, ‘__ne__‘,‘__new__‘, ‘__reduce__‘, ‘__reduce_ex__‘, ‘__repr__‘, ‘__rmod__‘, ‘__rmul__‘,‘__setattr__‘, ‘__sizeof__‘, ‘__str__‘, ‘__subclasshook__‘, ‘_formatter_field_name_split‘,‘_formatter_parser‘, ‘capitalize‘, ‘center‘, ‘count‘, ‘decode‘, ‘encode‘,‘endswith‘, ‘expandtabs‘, ‘find‘, ‘format‘, ‘index‘, ‘isalnum‘, ‘isalpha‘,‘isdigit‘, ‘islower‘, ‘isspace‘, ‘istitle‘, ‘isupper‘, ‘join‘, ‘ljust‘, ‘lower‘,‘lstrip‘, ‘partition‘, ‘replace‘, ‘rfind‘, ‘rindex‘, ‘rjust‘, ‘rpartition‘,‘rsplit‘, ‘rstrip‘, ‘split‘, ‘splitlines‘, ‘startswith‘, ‘strip‘, ‘swapcase‘,‘title‘, ‘translate‘, ‘upper‘, ‘zfill‘]

類似__xxx__的屬性和方法在Python中都是有特殊用途的，比如__len__方法返回長度。在Python中，如果你調用len()函數試圖擷取一個對象的長度，實際上，在len()函數內部，它自動去調用該對象的__len__()方法，所以，下面的代碼是等價的：

>>> len(‘ABC‘)

3

>>> ‘ABC‘.__len__()

3

我們自己寫的類，如果也想用len(myObj)的話，就自己寫一個__len__()方法：

>>> class MyObject(object):

def__len__(self):

return 100

 

>>> obj = MyObject()

>>> len(obj)

100

配合getattr()、setattr()以及hasattr()，我們可以直接操作一個對象的狀態：

class MyObject(object):

def__init__(self):

self.x = 9

defpower(self):

return self.x * self.x

>>> hasattr(obj, ‘x‘) # 有屬性‘x‘嗎？

True

>>> obj.x

9

>>> hasattr(obj, ‘y‘) # 有屬性‘y‘嗎？

False

>>> setattr(obj, ‘y‘, 19) # 設定一個屬性‘y‘

>>> hasattr(obj, ‘y‘) # 有屬性‘y‘嗎？

True

>>> getattr(obj, ‘y‘) # 擷取屬性‘y‘

19

>>> obj.y # 擷取屬性‘y‘

19

>>> getattr(obj, ‘z‘, 404) # 擷取屬性‘z‘，如果不存在，返回預設值404

404

>>> hasattr(obj, ‘power‘) # 有屬性‘power‘嗎？

True

>>> getattr(obj, ‘power‘) # 擷取屬性‘power‘

<bound method MyObject.power of<__main__.MyObject object at 0x108ca35d0>>

>>> fn = getattr(obj, ‘power‘) # 擷取屬性‘power‘並賦值到變數fn

>>> fn # fn指向obj.power

<bound method MyObject.power of<__main__.MyObject object at 0x108ca35d0>>

>>> fn() # 調用fn()與調用obj.power()是一樣的

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使用__slots__

>>> class Student(object):

pass

>>> s = Student()

>>> s.name = ‘Michael‘ # 動態給執行個體綁定一個屬性

>>> print s.name

Michael

>>> def set_age(self, age): # 定義一個函數作為執行個體方法

self.age = age

 

>>> from types import MethodType

>>> s.set_age = MethodType(set_age, s,Student) # 給執行個體綁定一個方法

>>> s.set_age(25) # 調用執行個體方法

>>> s.age # 測試結果

25

但是，給一個執行個體綁定的方法，對另一個執行個體是不起作用的：

>>> s2 = Student() # 建立新的執行個體

>>> s2.set_age(25) # 嘗試調用方法

Traceback (most recent call last):

File"<stdin>", line 1, in <module>

AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute‘set_age‘

為了給所有執行個體都Binder 方法，可以給classBinder 方法：

>>> def set_score(self, score):

... self.score = score

...

>>> Student.set_score = MethodType(set_score,None, Student)

給classBinder 方法後，所有執行個體均可調用：

>>> s.set_score(100)

>>> s.score

100

>>> s2.set_score(99)

>>> s2.score

99

為了達到限制的目的，Python允許在定義class的時候，定義一個特殊的__slots__變數，來限制該class能添加的屬性：

>>> class Student(object):

__slots__ = (‘name‘, ‘age‘) # 用tuple定義允許綁定的屬性名稱

>>> s = Student() # 建立新的執行個體

>>> s.name = ‘Michael‘ # 綁定屬性‘name‘

>>> s.age = 25 # 綁定屬性‘age‘

>>> s.score = 99 # 綁定屬性‘score‘

Traceback (most recent call last):

File"<stdin>", line 1, in <module>

AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute‘score‘

由於‘score‘沒有被放到__slots__中，所以不能綁定score屬性，試圖綁定score將得到AttributeError的錯誤。

使用__slots__要注意，__slots__定義的屬性僅對當前類起作用，對繼承的子類是不起作用的：

>>> class GraduateStudent(Student):

... pass

...

>>> g = GraduateStudent()

>>> g.score = 9999

除非在子類中也定義__slots__，這樣，子類允許定義的屬性就是自身的__slots__加上父類的__slots__。

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