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面向对象程序设计

私有成员与公有成员

方法

属性

常用特殊方法

继承机制

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面向对象程序设计

私有成员与公有成员

Python并没有对私有成员提供严格的访问保护机制。

在定义类的成员时，如果成员名以两个下划线“__”或更多下划线开头而不以两个或更多下划线结束则表示是私有成员。

私有成员在类的外部不能直接访问，需要通过调用对象的公开成员方法来访问，也可以通过Python支持的特殊方式来访问。

公开成员既可以在类的内部进行访问，也可以在外部程序中使用。 

在Python中，以下划线开头的变量名和方法名有特殊的含义，尤其是在类的定义中。

_xxx：受保护成员，不能用'from module import *'导入；

__xxx__：系统定义的特殊成员；

__xxx：私有成员，只有类对象自己能访问，子类对象不能直接访问到这个成员，但在对象外部可以通过“对象名._类名__xxx”这样的特殊方式来访问。

注意：Python中不存在严格意义上的私有成员。 

在IDLE交互模式下，一个下划线“_”表示解释器中最后一次显示的内容或最后一次语句正确执行的输出结果。

>>> 3 + 5
8
>>> 8 + 2
10
>>> _ * 3
30
>>> _ / 5
6.0
>>> 1 / 0
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
>>> _
6.0

在程序中，可以使用一个下划线来表示不关心该变量的值。

>>> for _ in range(5):
    print(3, end=' ')
	
3 3 3 3 3 
>>> a, _ = divmod(60, 18)          #只关心整商，不关心余数，
                                   #等价于a = 60//18
>>> a
3

方法

在类中定义的方法可以粗略分为四大类：公有方法、私有方法、静态方法和类方法。

私有方法的名字以两个下划线“__”开始，每个对象都有自己的公有方法和私有方法，在这两类方法中可以访问属于类和对象的成员；

公有方法通过对象名直接调用，私有方法不能通过对象名直接调用，只能在属于对象的方法中通过self调用或在外部通过Python支持的特殊方式来调用。

如果通过类名来调用属于对象的公有方法，需要显式为该方法的self参数传递一个对象名，用来明确指定访问哪个对象的数据成员。

静态方法和类方法都可以通过类名和对象名调用，但不能直接访问属于对象的成员，只能访问属于类的成员。

静态方法可以没有参数。

一般将cls作为类方法的第一个参数名称，但也可以使用其他的名字作为参数，并且在调用类方法时不需要为该参数传递值。

>>> class Root:
    __total = 0
    def __init__(self, v):    #构造方法
        self.__value = v
        Root.__total += 1
 
    def show(self):           #普通实例方法
        print('self.__value:', self.__value)
        print('Root.__total:', Root.__total)
 
    @classmethod              #修饰器，声明类方法
    def classShowTotal(cls):  #类方法
        print(cls.__total)
 
    @staticmethod             #修饰器，声明静态方法
    def staticShowTotal():    #静态方法
        print(Root.__total)

>>> r = Root(3)
>>> r.classShowTotal()              #通过对象来调用类方法
1
>>> r.staticShowTotal()             #通过对象来调用静态方法
1
>>> r.show()
self.__value: 3
Root.__total: 1
>>> rr = Root(5)
>>> Root.classShowTotal()           #通过类名调用类方法
2
>>> Root.staticShowTotal()          #通过类名调用静态方法
2

>>> Root.show()    #试图通过类名直接调用实例方法，失败
TypeError: unbound method show() must be called with Root instance as first argument (got nothing instead)
>>> Root.show(r)   #但是可以通过这种方法来调用方法并访问实例成员
self.__value: 3
Root.__total: 2
>>> Root.show(rr)  #通过类名调用实例方法时为self参数显式传递对象名
self.__value: 5
Root.__total: 2

属性

只读属性 

只读属性
 
>>> class Test:
	    def __init__(self, value):
		self.__value = value
 
	    @property
	    def value(self):               #只读，无法修改和删除
		return self.__value

>>> t = Test(3)
>>> t.value
3
>>> t.value = 5                        #只读属性不允许修改值
AttributeError: can't set attribute
>>> t.v=5                              #动态增加新成员
>>> t.v
5
>>> del t.v                            #动态删除成员
>>> del t.value                        #试图删除对象属性，失败
AttributeError: can't delete attribute
>>> t.value
3

常用特殊方法

Python类有大量的特殊方法，其中比较常见的是构造函数和析构函数，除此之外，Python还支持大量的特殊方法，运算符重载就是通过重写特殊方法实现的。

Python中类的构造函数是__init__()，一般用来为数据成员设置初值或进行其他必要的初始化工作，在创建对象时被自动调用和执行。如果用户没有设计构造函数，Python将提供一个默认的构造函数用来进行必要的初始化工作。

Python中类的析构函数是__del__()，一般用来释放对象占用的资源，在Python删除对象和收回对象空间时被自动调用和执行。如果用户没有编写析构函数，Python将提供一个默认的析构函数进行必要的清理工作。

继承机制

在继承关系中，已有的、设计好的类称为父类或基类，新设计的类称为子类或派生类。派生类可以继承父类的公有成员，但是不能继承其私有成员。如果需要在派生类中调用基类的方法，可以使用内置函数super()或者通过“基类名.方法名()”的方式来实现这一目的。