Python类和对象（高级编程一,二）

In Python

2020年1月2日

Python类和对象（高级编程一,二）

抽象基类

import abc

class Person(metaclass=abc.ABCMeta): # 只能被继承，不能实例化，实例化会报错
    @abc.abstractmethod # 被修饰的方法必须重写
    def eat(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def drink(self):
        pass

import abc

class Person(metaclass=abc.ABCMeta): # 只能被继承，不能实例化，实例化会报错

@abc.abstractmethod # 被修饰的方法必须重写

def eat(self):

pass

@abc.abstractmethod

def drink(self):

pass

TIP:为了解决Python2&3的兼容问题，需要引入six模块，该模块中有一个针对类的装饰器 @six.add_metaclass(MetaClass) 可以为两个版本的Python类方便地添加metaclass

import abc
import six


@six.add_metaclass(abc.ABCMeta)
class Person(object):
    @abc.abstractmethod
    def eat(self):
        pass

    @abc.abstractmethod
    def drink(self):
        pass

import abc

import six

@six.add_metaclass(abc.ABCMeta)

class Person(object):

@abc.abstractmethod

def eat(self):

pass

@abc.abstractmethod

def drink(self):

pass

对象比较(isinstance和type)

type()不会认为子类是一种父类类型
isinstance()会认为子类是一种父类类型
isinstance可以判断子类实例对象是属于父类的；而type会判断子类实例对象和父类类型不一样
type只接收一个参数，不但可以判断变量是否属于某个类型，而且可以得到参数变量未知的所属的类型；而isinstance只能判断是否属于某个已知类型，不能直接得到变量未知的所属的类型

# coding=UTF-8
>>> a = 4
>>> isinstance (a,int)
True
>>> isinstance (a,str)
False
>>> isinstance (a,(str,int,list))#与元组类型之一相同
True
>>> isinstance(a,(str,list,float))#与元组类型都不相同
False

# coding=UTF-8

>>> a = 4

>>> isinstance (a,int)

True

>>> isinstance (a,str)

False

>>> isinstance (a,(str,int,list))#与元组类型之一相同

True

>>> isinstance(a,(str,list,float))#与元组类型都不相同

False

# coding=UTF-8
class father(object):
    pass
class son(father):
    pass
>>>a=father()
>>>b=son()
>>>isinstance(a,father)
True
>>>type(a)==father
True
>>>isinstance(b,father)#isinstance得到子类实例是属于父类的
True
>>>type(b)==father#type对于子类实例判断不属于父类
 False

# coding=UTF-8

class father(object):

pass

class son(father):

pass

>>>a=father()

>>>b=son()

>>>isinstance(a,father)

True

>>>type(a)==father

True

>>>isinstance(b,father)#isinstance得到子类实例是属于父类的

True

>>>type(b)==father#type对于子类实例判断不属于父类

False

# coding=UTF-8
class A(object):
    pass
>>>a=A()
#type判断变量是否属于某个类型
>>>type(a)==A
True
#type得到变量类型
>>>type(a)
 __main__.A
#isinstance只能判断变量是否属于某个类型
>>>isinstance(a,A)
True

# coding=UTF-8

class A(object):

pass

>>>a=A()

#type判断变量是否属于某个类型

>>>type(a)==A

True

#type得到变量类型

>>>type(a)

__main__.A

#isinstance只能判断变量是否属于某个类型

>>>isinstance(a,A)

True

类属性和实例属性以及查找顺序

Python2.2之前的算法:金典类
Python2.2版本之后,引入了BFS(广度优先搜索)
在Python2.3之后,Python采用了C3算法
C3算法
可通过类调用mro()获取查找顺序

自省机制

######dir()
dir() 函数可能是 Python 自省机制中最著名的部分了。它返回传递给它的任何对象的属性名称经过排序的列表。如果不指定对象，则 dir() 返回当前作用域中的名称。

`type()`

type() 函数有助于我们确定对象是字符串还是整数，或是其它类型的对象。它通过返回类型对象来做到这一点，可以将这个类型对象与 types 模块中定义的类型相比较

`hasattr()`

对象拥有属性，并且 dir() 函数会返回这些属性的列表。但是，有时我们只想测试一个或多个属性是否存在。如果对象具有我们正在考虑的属性，那么通常希望只检索该属性。这个任务可以由 hasattr() 和 getattr() 函数来完成.

`isinstance()`

可以使用 isinstance() 函数测试对象，以确定它是否是某个特定类型或定制类的实例

派生内置不可变类型并修改其实例化行为

class IntTuple(tuple):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        f = (i for i in args if isinstance(i, int) and (i > 0))
        return super().__new__(cls, f)

class IntTuple(tuple):

def __new__(cls, *args, **kwargs):

f = (i for i in args if isinstance(i, int) and (i > 0))

return super().__new__(cls, f)

创建大量实例节省内存

在python新式类中，可以定义一个变量slots，它的作用是阻止在实例化类时为实例分配dict，默认情况下每个类都会有一个dict,通过dict访问，这个dict维护了这个实例的所有属性。
由于每次实例化一个类都要分配一个新的dict，因此存在空间的浪费，因此有了slots。
slots是一个元组，包括了当前能访问到的属性。
当定义了slots后，slots中定义的变量变成了类的描述符，相当于java，c++中的成员变量声明，
类的实例只能拥有slots中定义的变量，不能再增加新的变量。注意：定义了slots后，就不再有dict

class Person(object):
    __slots__ = ('name', 'age')

    def __init__(self):
        self.name = "None"
        self.age = 10

class Person(object):

__slots__ = ('name', 'age')

def __init__(self):

self.name = "None"

self.age = 10

TIP:使用slots要注意，slots定义的属性仅对当前类起作用，对继承的子类是不起作用的

Python中的with语句

with open('image.png','r') as f:
  f.read()

with open('image.png','r') as f:

f.read()

contextlib简化上下文管理器

class OpenContext(object):
    def __init__(self, filename, mode):
        self.fp = open(filename, mode)

    def __enter__(self):
        return self.fp

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.fp.close()

if __name__ == '__main__':
    with OpenContext('abc.txt', 'w') as file:
        file.write("hello world")

class OpenContext(object):

def __init__(self, filename, mode):

self.fp = open(filename, mode)

def __enter__(self):

return self.fp

def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):

self.fp.close()

if __name__ == '__main__':

with OpenContext('abc.txt', 'w') as file:

file.write("hello world")

可以使用@contextmanager修饰类

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
class OpenContext(object):
    def __init__(self, filename, mode):
        fp = open(filename, mode)
        print("file open")
        try:
            yield fp
        finally:
            fp.close()

from contextlib import contextmanager

@contextmanager

class OpenContext(object):

def __init__(self, filename, mode):

fp = open(filename, mode)

print("file open")

try:

yield fp

finally:

fp.close()

创建可管理的对象属性

可使用property管理属性

class Person:
    def __init__(self):
        self.__age = 10

    def age(self):
        return self.__age

    def set_age(self, age):
        if not isinstance(age, int):
            raise TypeError("TypeError")
        self.__age = age

    def del_age(self):
        self.__age = None

    age = property(fget=age, fset=set_age, fdel=del_age)

if __name__ == '__main__':
    p = Person()
    p.age = 33
    print(p.age)

class Person:

def __init__(self):

self.__age = 10

def age(self):

return self.__age

def set_age(self, age):

if not isinstance(age, int):

raise TypeError("TypeError")

self.__age = age

def del_age(self):

self.__age = None

age = property(fget=age, fset=set_age, fdel=del_age)

if __name__ == '__main__':

p = Person()

p.age = 33

print(p.age)

让类支持比较操作

from functools import total_ordering

@total_ordering
class Rect(object):
    def __init__(self, w, h):
        self.w = w
        self.h = h

    def area(self):
        return self.w * self.h

    def __lt__(self, other): # 重写小于方法，可以自动实现大于方法
        return self.area() < other.area()

    def __eq__(self, other): # 等于方法
        return self.area() == other.area()

from functools import total_ordering

@total_ordering

class Rect(object):

def __init__(self, w, h):

self.w = w

self.h = h

def area(self):

return self.w * self.h

def __lt__(self, other): # 重写小于方法，可以自动实现大于方法

return self.area() < other.area()

def __eq__(self, other): # 等于方法

return self.area() == other.area()

在环状数据结构中管理内存

使用weakref修饰后引用计数不增加

import weakref

a = A()
a2 = weakref.ref(a)

import weakref

a = A()

a2 = weakref.ref(a)

Python 垃圾回收机制

获取内存占用方法

import os
import psutil

# 显示当前 python 程序占用的内存大小
def show_memory_info(hint):
    pid = os.getpid()
    p = psutil.Process(pid)

    info = p.memory_full_info()
    memory = info.uss / 1024. / 1024
    print('{} memory used: {} MB'.format(hint, memory))

import os

import psutil

# 显示当前 python 程序占用的内存大小

def show_memory_info(hint):

pid = os.getpid()

p = psutil.Process(pid)

info = p.memory_full_info()

memory = info.uss / 1024. / 1024

print('{} memory used: {} MB'.format(hint, memory))

循环引用解决

获取引用关系

import objgraph

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]

a.append(b)
b.append(a)

objgraph.show_refs([a])

import objgraph

a = [1, 2, 3]

b = [4, 5, 6]

a.append(b)

b.append(a)

objgraph.show_refs([a])

objgraph.show_refs(d, filename=’sample-graph.png’)
dot转图片

清除没有引用的对象

import gc

gc.collect() # 清理内存

import gc

gc.collect() # 清理内存

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