面向对象的python(二)

开始学习python的时候，看了一些教程和资料，都觉得在面向对象编程这一方面讲得比较零散，自己也就总觉得不得要领。直到看到了Oreilly出的Python in the Nutshell，英文版，特别是Charpter5: Object-Oriented Python，才开始明白一点点东西。这本书，对章节的编排非常合理，而且不光教你how还教你why，觉得受益匪浅。

看的过程中，自己陆续的记下一些东西，有对书的部分翻译，有自己的体会和测试代码。

翻译中，有少部分是直接翻译，大部分其实只是自己的意译，还添油加醋加上了自己的一些说明。毕竟，我的目的是为了把问题弄懂，不想去做那么多hard translation反让人如坠迷雾。于是想汇成一篇，就有了这篇文章。文章的安排，基本上和Python in the Nutshell的Charpter5相同，但内容要短得多。
Wilson Sun
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1.1          新型对象（New-Style Classes）
在python的2.2和2.3版中，若对象直接或间接地继承了python的内建类型的对象，那么它就是新型对象。
“经典”往往是对旧事物的尊称，既然从2.2版开始推出新型对象，肯定是有种种好处的，所以该尽量用新型对象。
1.1.1     内建类型：object
从python的2.2开始，object是一种内建类型，它也是所有其它内建类型和新型对象的超类。
继承object的对象，需要重载下面方法：
_ _new_ _
_ _init_ _
_ _delattr_ _
_ _getattribute_ _
_ _setattr_ _
_ _hash_ _
_ _repr_ _
_ _str_ _

1.1.2     类级方法（Class-Level Methods）
类级方法是新型对象的特征之一，有两类：静态方法和对象方法。
1.1.2.1    静态方法（Static methods）
静态方法不存在bound和unbound的问题，可以直接调用。用staticmethod声明一个静态方法，如：
class AClass(object):
    def astatic(  ): print 'a static method'
    astatic = staticmethod(astatic)
anInstance = AClass(  )
AClass.astatic(  )                    

1.1.2.2    类方法（Class methods）
可以在类的内部和类的实例上调用类方法。用classmethod声明，如：
class ABase(object):    def aclassmet(cls): print 'a class method for', cls._ _name_ _aclassmet = classmethod(aclassmet)class ADeriv(ABase): passbInstance = ABase(  )dInstance = ADeriv(  )ABase.aclassmet(  )               # prints: a class method for ABasebInstance.aclassmet(  )           # prints: a class method for ABaseADeriv.aclassmet(  )              # prints: a class method for ADerivdInstance.aclassmet(  )           # prints: a class method for ADeriv
类方法的第一个参数，就是调用这个方法的对象。

1.1.3     新型对象
新型对象也具有所有经典对象的特征，但它们还有更为独特的特征，_ _init_ _和_ _new_ _
1.1.3.1    _ _init_ _
一个新型对象C，它会直接或间接地继承object中的_ _init_ _方法，如果你不在C当中重载_ _init_ _方法的话，你传递给C的_ _init_ _方法任何参数都会被python忽略。
为了避免乱传参数，建议：即使不想在_ _init_ _做任何事，也该重载_ _init_ _方法，如：
class C(object):
       def __init__(self): pass
这样，如果错误地向_ _init_ _传递了参数，python就会抛出一个异常。
1.1.3.2    _ _ new_ _
所有新型对象都有一个静态方法：_ _new_ _。
假设有一个新型对象C，现在你要创建C的一个实例x，那么你会写：
x = C(23)
执行过程是：python首先调用C中的_ _new_ _方法，_ _new_ _会返回一个实例，若检测过后该实例的确是C的实例，那么_ _init_ _会被调用，若_ _new_ _返回的实例不是C的实例，那么这个实例将不会被初始化(_ _init_ _)。这一过程和下面的代码等价：
x = C._ _new_ _(C, 23)
if isinstance(x, C): C._ _init_ _(x, 23)
你也可以自己在C的内部重载它的_ _new_ _方法，这种重载不需要用staticmethod来声明。
_ _new_ _方法可以用来返回不同的实例，可以用这种方式来实现Factory工厂模式，还可以实现singleton单态模式。

1.1.4     新型对象的实例
经典对象的实例中的所有特性，在新型对象的实例中也同样具备，新型对象实例还具备一些与之不同的特性。
1.1.4.1    属性（properties）
这里说的“属性”，是和方法相对的。在对象内部定义属性的时候，用python的内建类型：property。示例如下：
class Rectangle(object):
    def _ _init_ _(self, width, heigth):
        self.width = width
        self.heigth = heigth
    def getArea(self):
        return self.width * self.heigth
    area = property(getArea, doc='area of the rectangle')
上例中，area就是Rectangle的属性，由于只定义了get方法，所以它是只读属性。doc是属性的docstring参数，docstring的作用非常类似于注释，但和注释相比，它可以在运行时被使用，这时它的一大优点。
使用property的语法如下：
attrib = property(fget=None, fset=None, fdel=None, doc=None)

属性操作
代码示例
Python的实现
读取
n = x.attrib
返回property中fget函数值
赋值
x.attrib = 54
将值传入perperty中fset函数
删除
del x.attrib
调用fdel函数

在经典对象模型中，如果要实现上面的代码，要这样写：
class Rectangle:
    def _ _init_ _(self, width, heigth):
        self.width = width
        self.heigth = heigth
    def getArea(self):
        return self.width * self.heigth
    def _ _getattr_ _(self, name):
        if name=  ='area': return self.getArea(  )
        raise AttributeError, name
    def _ _setattr_ _(self, name, value):
        if name=  ='area':
            raise AttributeError, "can't bind attribute"
        self._ _dict_ _[name] = value

1.1.4.2    _ _slots_ _
_ _slots_ _的作用和_ _dict_ _一样，用来存放实例的所有方法和属性。_ _dict_ _是字典（dict）类型，而_ _slots_ _是元组（tuple）类型，所以用_ _slots_ _会更节约内存，这也是使用它的唯一目的。要注意的是，一旦使用_ _slots_ _，那么原先的_ _dict_ _就没有作用了。
如果一个对象会同时产生百万级数目的实例，用_ _slots_ _会起到节约内存的目的，如果只是几千个实例，那么没必要。
还需要注意的是：实例中的_ _slots_ _不会被子类继承。
示例：
class OptimizedRectangle(Rectangle):
    _ _slots_ _ = 'width', 'heigth'
1.1.4.3    _ _getattribute_ _
对实例属性的引用，都通过object中_ _getattribute_ _方法来实现。你也可以重载该方法来获得某些特殊的效果。例如，你不想list中的append方法被调用，就可以这样：
class listNoAppend(list):
    def _ _getattribute_ _(self, name):
        if name =  = 'append': raise AttributeError, name
        return list._ _getattribute_ _(self, name)
那么，每当x.append被调用的时候，都会出现异常。
1.1.4.4    Per-instance methods

1.1.5     新型对象中的继承
在继承这一方面，和经典对象相比，新型对象最大区别就是可以继承自内建类型的对象，而且python中是允许多重继承的。
1.1.5.1    方法的解析顺序
当存在继承关系的时候，python会到一个对象的基类（base class）中去查找方法或属性，特别是当存在多重继承关系的时候，查找的顺序是怎样的呢？这种查找顺序，被称为解析顺序（resolution order）。
假设有类A，它直接继承自B和C（顺序为：B，C），B和C又都继承自D。
经典对象模型和新型模型对象的解析顺序为下图所示：

经典对象模型的解析顺序是：左边优先，再深度优先。所以它的解析顺序是：先A-B-D-C-D。
新型对象模型的即席顺序是：A-B-C-D-object
写程序的时候，经典对象模型的这种解析顺序可能会产生一些问题，所以新型对象中更改了解析顺序，会先解析同级的基类。
1.1.5.2    超类调用
当重载（override）一个方法的时候，我们往往会对超类的同名方法做一些操作，但在多重继承的情况下，python目前的方法解析顺序并不完美。
看下面代码：
class A(object):
    def met(self):
        print 'A.met'
        
class B(A):
    def met(self):
        print 'B.met'
        A.met(self)
        
class C(A):
    def met(self):
        print 'C.met'
        A.met(self)
        
class D(B,C):
    def met(self):
        print 'D.met'
        B.met(self)
        C.met(self)

d=D()
d.met()
代码执行结果如下：
D.met
B.met
A.met
C.met
A.met
可以看到，A中的met被调用了两次。如果才能保证超类中的同名方法只被调用一次呢？这可以用python2.2中的super来解决，super是一种新的内建类型。调用super(aclass,obj)会返回obj的超类。
上面的代码可以做如下的修改：
class A(object):
    def met(self):
        print 'A.met'
class B(A):
    def met(self):
        print 'B.met'
        super(B,self).met(  )
class C(A):
    def met(self):
        print 'C.met'
        super(C,self).met(  )
class D(B,C):
    def met(self):
        print 'D.met'
        super(D,self).met(  )

注：tuple这个词，看到有多种翻译。觉得MS的Sql Server 2000联机手册中，把它译为“元组”，于是自己都采用这种翻译。