继承

• 基本概念个体继承自父母，继承了父母的一部分特征，但也可以有自己的个性
• 子类继承了父类，就直接拥有了父类的属性和方法，也可以定义自己的属性、方法，甚至对父类的属性、方法进行重写

Python继承实现

• class Cat(Animal) 括号中为该类的父类列表
• 如果类定义时没有父类列表，则只继承object类
• object类是所有类的祖先类

类的特殊属性与方法

base

类的基类

bases

类的基类的元组

mro

方法解析时的类的查找顺序,返回元组

• mro()
• 作用同上，返回列表
• subclasses()
• 返回类的子类的列表

Python继承中的注意事项

• 属于父类的私有成员，子类即使与父类存在继承关系也不可直接访问（可通过改名后的属性名访问，但慎用）
• 例子：

class Animal:
    __count=100
    heigtht=0

    def showcount3(self):
        print(self.__count)

class Cat(Animal):
    name='cat'
    __count=200

c=Cat()
c.showcount3()

结果为100

因为子类调用了父类获取父类私有变量的方法 self.count的count作用域是在父类下的，其真正调用的self._Animal__count,而这个属性只有父类有

• 解决的办法：自己私有的属性，用自己的方法读取和修改，不要借助其他类的方法，即使是父类或派生类的方法

属性查找顺序

• 实例dict -> 类dict -> 父类dict

多继承

• 一个类继承自多个类就是多继承，他将具有多个类的特征
• 多继承容易引起二义性，为此Python3利用C3算法生成MRO有序列表解决多继承的二义性（拓扑排序）

Mixin

• 本质是多继承
• 体现的是一种组合的设计模式

Mixin类使用原则

• 类中不应该显示的出现init初始化方法
• 通常不能独立工作，因为它是准备混入别的类中的部分功能实现 其祖先类也应是Mixin类
• 使用Mixin时，其通常在继承列表的第一个位置
• 装饰器实现

def printable(cls):
    def _print(self):
        print(self.content, 'decorator')

    cls.print = _print
    return cls

class Document:
    def __init__(self, content):
        self.content = content

class Word(Document):
    pass

class Pdf(Document):
    pass

@printable
class PrintableWord(Word): pass

print(PrintableWord.__dict__)
print(PrintableWord.mro())

pw = PrintableWord('test string')
pw.print()

@printable
class PrintablePdf(Word):
    pass

• 优点： 简单方便，在需要的地方动态增加，直接使用装饰器

Mixin实现

class Document:
    def __init__(self, content):
        self.content = content

class Word(Document):
    pass

class Pdf(Document):
    pass

class PrintableMixin:
    def print(self):
        print(self.content, 'Mixin')

class PrintableWord(PrintableMixin, Word):
    pass

print(PrintableWord.__dict__)
print(PrintableWord.mro())

pw = PrintableWord('test string')
pw.print()

class SuperPrintableMixin(PrintableMixin):
    def print(self):
        print('~' * 20)
        super().print()
        print('~' * 20)

class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin, Pdf):
    pass

print(SuperPrintablePdf.__dict__)
print(SuperPrintablePdf.mro())

spp = SuperPrintablePdf('super print pdf')

spp.print()

Mixin类和装饰器

• 这两种方式都可以使用，看个人喜好
• 如果还需要继承就得使用Mixin类

二分法

• 序列必须有序
• 时间复杂度O(logn)

lst = [37, 99, 73, 48, 47, 40, 40, 25, 99, 51]

lst.sort()

def bi_insert(lst, value):
    high = len(lst)
    low = 0
    while low < high:
        mid = (low + high) // 2

        if value > lst[mid]:
            low = mid + 1
        else:
            high = mid - 1

    lst.insert(low, value)

bi_insert(lst, 100)
bi_insert(lst, 40)
print(lst)

bisect模块

bisect.bisect_left(a, x, lo=0, hi=len(a)) 查找在有序列表a中插入x的index，lo和hi用于指定列表的区间，默认是整个列表

如果x已经存在，在其左边插入，返回值为index

bisect.bisect_right(a, x, lo=0, hi=len(a))

与bisect_right类似，如果x已经存在，在其右边插入

bisect.insort_left(a, x, lo=0, hi=len(a))

在有序列表a中插入x

bisect.insort_right(a, x, lo=0, hi=len(a))

和insort_left函数类似，如果x已经存在，在其右边插入

习题

• 判断学生成绩，成绩等级A-E，90分以上为A，80-89为B，70-79为C，60-69为D，60以下为E

import bisect

def get_grade(score):
    breakpoints =  [60, 70, 80, 90]
    grades = 'EDCBA'

    return grade[bisect.bisect(breakpoints, score)]

for x in (50,60,69,79,85,100):
    print('{} -> {}'.format(x,get_grade(x)))

魔术方法

dir

返回类或者对象的所有成员名称列表。

dir()就是调用dir()

如果提供dir()，则返回属性列表，否则会尽量从dict属性中收集信息

dir()对于不同类型的对象具有不同的行为：

如果对象是模块对象，返回的列表包含模块的属性名

如果对象是类型或者类对象，返回的列表包含类的属性名，及它的基类属性名

否则，返回列表包含对象的属性名、它的类的属性名和类的基类的属性名

魔术方法分类

1.创建、初始化与销毁

• init与del

2.hash

• 内建函数hash()调用的返回值，返回一个整数。
• 如果定义这个方法，则该类的实例可hash

eq

• 对应==，判断两个对象是否相等，返回bool类型
• 对象去重时
  • 先判断hash值，如果hash值相等（hash冲突），再调用eq方法判断
• 去重一定需要t提供eq方法
• list、bytesarray，dict等不可hash的实例是因为他们的类的封装里有 hash = None

习题

• 设计二维坐标类Point，使其成为可hash类型，并比较两个坐标实例是否相等

3.bool

• 内建函数bool()，或者对象放在逻辑表达式的位置，返回bool类型
• 如果没有定义bool()，就找len()返回长度，非0为True。
• 如果len()也没有定义，那么所有实例都返回True

4.可视化

repr

• 内建函数repr()对一个对象获取字符串表达
• 返回字符串
• 如果没有定义，就直接返回object的repr()

str

• str()、format()、print()调用，返回字符串
• 如果没有定义，就调用repr方法，如果__repr_没有定义，直接返回对象内存地址信息

bytes

• bytes()调用，返回bytes类型

5.运算符重载

<,<=,==,>,>=,!= lt,le,eq,gt,ge,ne

+,-,*,/,%,//,**,divmod add,sub,mul,truediv,mod,floordiv,pow,divmod

+=,-=,*=,/=,%=,//=,**=

iadd,isub,imul,itruediv,imod,ifloordiv,ipow

一般只实现eq;lt,gt实现其一,le,ge实现其一 即可

习题 完成Point类，实现判断点相等，并完成向量加法

6.容器和大小

len

len()会调用此方法

bool()调用时，如果没有bool方法，则调用len，返回非0为True

iter

迭代时调用，返回迭代器对象

contains

in 调用，如果没实现，就调用iter遍历

getitem

实现self[key]

setitem

与getitem类似

missing

dict类调用getitem时 key不存在，调用此方法

习题 改造购物车类成方便操作的容器类

7.可调用对象

call

在类中定义此方法后，实例可调用

习题 实现斐波那契类，对象可调用

class Fibonacci:
    def __init__(self):
        self.lst = [0, 1, 1]

    def __call__(self, index):
        if index < 0:
            raise Exception()
        self.generator(index)
        return self[index]

    def __len__(self):
        return len(self.lst)

    def __iter__(self):
        # yield from self.lst
 return iter(self.lst)

    def __getitem__(self, item):
        return self.lst[item]

    def generator(self, index):
        for i in range(len(self), index + 1):
            self.lst.append(self[i - 1] + self[i - 2])

8.上下文管理

• with ... as语法
• 实现enter和exit方法，就属于上下文管理对象 enter
• 如果存在该方法，with语法会把该方法的返回值作为绑定到as子句中指定的变量上

exit(self, exc_type, exc_value, traceback)

• 退出上下文时调用
• exc_type 异常类型
• exc_value 异常描述
• traceback 异常追踪信息
• exit返回值为等效True的值，则压制异常
• 应用场景：
• 增强功能
• 资源管理
• 权限验证

contextlib.contextmanager

装饰器

习题 为函数执行计时

9.反射

运行时，区别于编译时，指程序被加载到内存中执行的时候

运行时获取类型信息

10.描述器