目录

一.进阶

类方法和静态方法

属性(Properties)

继承和多态

抽象基类(Abstract Base Classes - ABCs)

魔术方法(Magic Methods)

组合和聚合

使用场景

二.私有属性

实现对数据的隐藏

设置私有属性

添加额外对属性操作的方法

三.私有方法

实现对方法的隐藏

直接调用私有方法所出现的问题

四.对象关联

将两个对象关联

调用关联的对象

关联多个对象

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一.进阶

在Python中，面向对象编程(OOP)的进阶概念允许开发者构建更复杂、更灵活和易于维护的代码结构，以下是一些关键的进阶特性及其应用。

类方法和静态方法

• 类方法(class methods)： 

1. 使用@classmethod装饰器定义。
2. 第一个参数通常是cls，指的是类本身，而非类的实例。
3. 可以访问和修改类状态。

• 静态方法(static methods)： 

1. 使用@staticmethod装饰器定义。
2. 不需要默认的self或cls参数。
3.  主要用于在类的定义中包含一些与类相关，但在执行时不需要类或实例本身的工具函数。

属性(Properties)

属性允许将方法调用封装成对属性的访问操作，使用@property装饰器可以将类中的方法变为只读属性。

继承和多态

• 多重继承(multiple inheritance)： 

1. Python支持从多个基类继承，这允许创建复杂的继承结构。
2. 需要注意的是多重继承可能导致的钻石问题（Diamond Problem）及其解决方案：方法解析顺序(MRO)。

• 多态(polymorphism)： 

1. Python的多态性是通过鸭子类型(Duck Typing)来实现的：如果它像鸭子一样走路和叫，那么它就是鸭子。
2. 这意味着函数或方法可以接受任何类型的对象，只要这些对象提供了合适的方法或行为。

抽象基类(Abstract Base Classes - ABCs)

• 抽象基类是一种定义了一组方法和属性的基类，但至少有一个方法是抽象的。即：该方法没有实现，仅有声明。
• 使用模块abc和装饰器@abstractmethod来定义抽象方法。

魔术方法(Magic Methods)

• 通过定义特定的方法，可以改变类的一些默认行为，这些特定方法被称为魔术方法。如：__init__, __str__, __call__等。
• 例如：通过定义__add__方法，可以让类的实例支持加法操作符。

组合和聚合

• 组合(composition)和聚合(aggregation)是将对象或类联合在一起的两种方式，通常用于实现has-a关系。
• 组合意味着一个对象完全拥有另一个对象，而聚合则允许对象有更独立的生命周期。

使用场景

这些进阶特性在许多场合都非常有用，例如：

• 设计模式的实现：单例模式、工厂模式、策略模式等。
• 构建框架或库，封装复杂的逻辑。
• 处理复杂的数据结构，如图、树，和更高级的集合类型。
• 提供API时隐藏内部实现的细节，仅暴露简洁的接口。

掌握Python中的面向对象编程的进阶概念，可以帮助开发者在编写Python代码时具备更高的灵活性和表达能力，构建出更加健壮、可重用和易于维护的软件。

二.私有属性

案例演示

class Cat:def __init__(self, new_name, new_age):self.name = new_nameself.age = new_agedef print_info(self):print("我叫%s，今年%s了" % (self.name, self.age))# 创建猫对象
cat = Cat("波斯猫", 4)
# 调用方法
cat.print_info()
# 尝试修改属性
cat.age = -10
# 调用方法
cat.print_info()

如果运行上述代码，会发现，第二次输出的信息有误：我叫波斯猫，今年-10岁了

之所以出现这样的错误，究其原因是因为：我们通过对象直接给实例属性赋值的这种方式容易出错

如果在赋值的时候，是通过一个实例方法的调用，在方法中对数据进行严格的检查，合格的数据可以给属性设置，不合格的数据就提醒开发者，这样一来就能够保证数据的准确性了。

那该怎样实现呢？

实现对数据的隐藏

答：

1. 设置属性为私有属性

2. 添加额外对属性操作的方法

设置私有属性

在Python中，如果想要设置为私有的属性，那么仅仅需要在定义属性时在前面加两个下划线__即可

既然有了私有属性，那对象能够直接操作它么？

答：不能，否则就没有私有的作用了

示例如下：

class Teacher:def __init__(self):self.name = "小明"self.__age = 18  # 这个属性就是私有属性t = Teacher()
print(t.name)  # 能够获取
print(t.__age)  # 此时会程序报错，因为__age是私有属性，不能通过对象直接操作

添加额外对属性操作的方法

想要实现对私有属性的操作，我们需要定义方法，在方法中操作

示例如下：

class Teacher:def __init__(self):self.name = "小明"self.__age = 18  # 这个属性就是私有属性def set_age(self, new_age):if 1 <= new_age <= 120:self.__age = new_ageprint("设置年龄成功")else:print("年龄数据有误...")def get_age(self):return self.__aget = Teacher()
t.set_age(20)  # 设置年龄
print(t.get_age())  # 获取年龄

简单总结

1.操作属性有两种方法：

• 直接通过对象修改：对象名.属性名 = 数据
• 通过方法间接修改：对象名.方法名(数据)

2.通过使用方法来进行修改，就可以在方法中进行数据合法性的检查

3.通过__可以将属性变为私有属性，这样就防止了通过对象直接操作属性时可能带来的隐患

三.私有方法

引入

生活中我们肯定去过银行办理过业务，我们可以从银行的大门进入大厅，取号等待办理业务，可以在大厅里来回走动，这个区域是所有人都可以随意进出的。而银行办公人员工作的地方，只能有相应的权限的办公人员才能进出，这个区域对于外来办理业务的人员来说是禁止的。

通过上述的描述，大家能够理解了一件事情，即访问的地方不同需要的权限不同

那么试想，一个较大软件系统肯定有很多个可以让用户直接调用的接口（API可以简单理解为方法）这些接口可以任意调用，而有些接口就不能使用。

在Python中，我们把可以通过对象直接调用的方法叫做公有方法，不能通过对象直接调用的方法叫做私有方法

实现对方法的隐藏

对于定义私有方法的方式与定义私有属性基本相同，就是在方法的前面添加__（即两个下划线__）

示例如下：

class BankService:def __init__(self, money=5000):self.money = moneydef __bank_to_bank(self):if self.money >= 5000:print("这里是银行之间的转账代码...")return Trueelse:return Falsedef transfer(self):if self.money > 10000:if self.__bank_to_bank():print("转账成功...")else:print("转账失败...")else:print("都没钱，还转什么啊！自己留着花吧!")bank_service = BankService(10001)
bank_service.transfer()  # 可以调用，是公有方法运行测试（转账成功）：这里是银行之间的转账代码...
转账成功...运行测试（转账失败）：都没钱，还转什么啊！自己留着花吧!

注意点：Python中没有像C++中public和private这些关键字来区别公有和私有，它是以命名方式来区分。如果在名字前面加了两个下划线__，则表明该属性是私有，否则为公有。

直接调用私有方法所出现的问题

代码示例：

上述代码  加入bank_service.__bank_to_bank()  # 不可以调用，是私有方法运行结果：
Traceback (most recent call last):File "/Users/poppies/Documents/python_code/私有方法代码测试.py", line 25, in <module>bank_service.__bank_to_bank()  # 不可以调用，是私有方法
AttributeError: 'BankService' object has no attribute '__bank_to_bank'

四.对象关联

概述

我们在上学的时候，每个同学是一个对象，那么教室也是一个对象。每个同学肯定是属于某一个教室的，例如张三是爬虫一班的。那么怎样才能用代码来实现他们之间的关系呢？

将两个对象关联

如果当前的教室对象与学生对象是没有任何关系关联的。如果想要实现学生属于教室，那么只需要两步就能实现

1. 搞清楚谁属于谁，例如上述示例中，学生属于教室
2. 在范围大的那个对象中，定义一个属性存储范围小的对象引用即可

 代码示例：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameclass Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 创建一个教室对象
room_1 = ClassRoom("python一班")# 创建一个学生对象
stu_1 = Student("安娜")# 直接给教室对象添加属性
room_1.stu_obj = stu_1

调用关联的对象

上述代码已经完成了对象学生与教室的关联，那么怎样调用呢？格式如下：

# 如果A对象中的某个属性指向了B对象，那么调用方式
A.xxx  # 此时就是指的B对象# 如果想要调用B对象中的某方法，那么就再接着.yyy方法即可
A.xxx.yyy()

代码示例：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameself.stu_obj = None  # 一般情况下在本类的其它方法中用到的实例属性，都要在__init__方法中定义def add_new_stu(self, stu):"""定义新方法用来完成关联"""self.stu_obj = stuclass Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 创建一个教室对象
room_1 = ClassRoom("python一班")# 创建一个学生对象
stu_1 = Student("安娜")# 调用方法将学生添加到对象中
room_1.add_new_stu(stu_1)# 调用学生的姓名
# 教室对象.学生.姓名
print(room_1.stu_obj.stu_name)运行结果：
安娜

关联多个对象

既然关联一个对象搞懂了，那么关联多个也就手到擒来，方式如下：

1. 在范围大的那个对象中再定义一个新的属性，通过设置属性指向新的对象
2. 如果关联的新的对象与之前关联的对象类型相同，可以考虑用列表、字典、集合等方式将它们关联

实现将多个学生关联到一个教室：

class ClassRoom:def __init__(self, name):self.cls_name = nameself.stu_list = list()def add_new_stu(self, stu):self.stu_list.append(stu)class Student:def __init__(self, name):self.stu_name = name# 创建一个教室对象
room = ClassRoom("python爬虫班")# 创建多个学生对象
stu_1 = Student("安娜")
stu_2 = Student("小明")
stu_3 = Student("小红")# 调用方法将学生添加到对象中
room.add_new_stu(stu_1)
room.add_new_stu(stu_2)
room.add_new_stu(stu_3)# 调用学生的姓名
# 教室对象.列表[下标].姓名
print(room.stu_list[0].stu_name)
print(room.stu_list[1].stu_name)
print(room.stu_list[2].stu_name)