Python 继承、多重继承、多态、isinstance判断类型、type()获取变量类型、dir()获取变量的所有属性

xiaoxiao2021-02-28  67

什么是继承

二、python中继承一个类

如果已经定义了Person类,需要定义新的Student和Teacher类时,可以直接从Person类继承:

class Person(object):

   def __init__(self, name, gender):

       self.name = name

       self.gender = gender

定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score:

class Student(Person):

   def __init__(self, name, gender, score):

       super(Student, self).__init__(name, gender)

       self.score = score

一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父类,否则,继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender。

函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()中将隐式传递,不需要写出(也不能写)

任务

请参考 Student 类,编写一个 Teacher类,也继承自 Person。

classPerson(object):

    def __init__(self, name, gender):

        self.name = name

        self.gender = gender

 

classTeacher(Person):

 

    def __init__(self, name, gender, course):

       super(Teacher,self).__init__(name,gender)

        self.course = course

 

t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')

printt.name

print t.course

 

 

三、python中判断类型

函数isinstance()可以判断一个变量的类型,既可以用在Python内置的数据类型如str、list、dict,也可以用在我们自定义的类,它们本质上都是数据类型。

假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下:

class Person(object):     def __init__(self, name, gender):         self.name = name         self.gender = gender   class Student(Person):     def __init__(self, name, gender, score):         super(Student, self).__init__(name, gender)         self.score = score   class Teacher(Person):     def __init__(self, name, gender, course):         super(Teacher, self).__init__(name, gender)         self.course = course   p = Person('Tim', 'Male') s = Student('Bob', 'Male', 88) t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:

>>> isinstance(p, Person) True    # pPerson类型 >>> isinstance(p, Student) False   # p不是Student类型 >>> isinstance(p, Teacher) False   # p不是Teacher类型

这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。

我们再考察 

>>> isinstance(s, Person) True    # sPerson类型 >>> isinstance(s, Student) True    # sStudent类型 >>> isinstance(s, Teacher) False   # s不是Teacher类型

s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。

这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。

任务

请根据继承链的类型转换,依次思考 t 是否是 Person,Student,Teacher,object 类型,并使用isinstance()判断来验证您的答案。

lassPerson(object):

 

    def __init__(self, name, gender):

        self.name = name

        self.gender = gender

 

classStudent(Person):

 

    def __init__(self, name, gender, score):

        super(Student, self).__init__(name,gender)

        self.score = score

 

classTeacher(Person):

 

    def __init__(self, name, gender, course):

        super(Teacher, self).__init__(name,gender)

        self.course = course

 

t =Teacher('Alice', 'Female', 'English')

 

printisinstance(t, Person)

printisinstance(t, Student)

printisinstance(t, Teacher)

print isinstance(t, object )

 

 

四、python中多态

类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ,并都写了一个 whoAmI() 方法:

class Person(object):     def __init__(self, name, gender):         self.name = name         self.gender = gender     def whoAmI(self):         return 'I am a Person, my name is %s' % self.name   class Student(Person):     def __init__(self, name, gender, score):         super(Student, self).__init__(name, gender)         self.score = score     def whoAmI(self):         return 'I am a Student, my name is %s' % self.name   class Teacher(Person):     def __init__(self, name, gender, course):         super(Teacher, self).__init__(name, gender)         self.course = course     def whoAmI(self):         return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name

在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:

def who_am_i(x):     print x.whoAmI()   p = Person('Tim', 'Male') s = Student('Bob', 'Male', 88) t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')   who_am_i(p) who_am_i(s) who_am_i(t)

运行结果:

I am a Person, my name is Tim I am a Student, my name is Bob I am a Teacher, my name is Alice

这种行为称为多态。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链向上查找,直到在某个父类中找到为止。

由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数 x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:

class Book(object):     def whoAmI(self):         return 'I am a book'

这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型,只要方法存在,参数正确,就可以调用。

任务

Python提供了open()函数来打开一个磁盘文件,并返回 File 对象。File对象有一个read()方法可以读取文件内容:

例如,从文件读取内容并解析为JSON结果:

import json f = open('/path/to/file.json', 'r') print json.load(f)

由于Python的动态特性,json.load()并不一定要从一个File对象读取内容。任何对象,只要有read()方法,就称为File-like Object,都可以传给json.load()。

请尝试编写一个File-likeObject,把一个字符串 r'["Tim","Bob", "Alice"]'包装成 File-likeObject 并由 json.load() 解析。

import json

 

classStudents(object):

    def read(self):

        return r'["Tim", "Bob", "Alice"]'

 

s =Students()

 

print json.load(s)

 

 

 

五、python中多重继承

除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。

多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:

class A(object):     def __init__(self, a):         print 'init A...'         self.a = a   class B(A):     def __init__(self, a):         super(B, self).__init__(a)         print 'init B...'   class C(A):     def __init__(self, a):         super(C, self).__init__(a)         print 'init C...'   class D(B, C):     def __init__(self, a):         super(D, self).__init__(a)         print 'init D...'

看下图:

像这样,D 同时继承自 B 和 C,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()只调用一次:

>>> d = D('d') init A... init C... init B... init D...

多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。

举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。

要创建多进程模式的 TCPServer:

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)     pass

要创建多线程模式的 UDPServer:

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):     pass

如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。

任务

+-Person   +- Student   +- Teacher

是一类继承树;

+-SkillMixin    +- BasketballMixin    +- FootballMixin

是一类继承树。

通过多重继承,请定义“会打篮球的学生”和“会踢足球的老师”。

class Person(object):

   pass

 

class Student(Person):

   pass

 

class Teacher(Person):

   pass

 

class SkillMixin(object):

   pass

 

class BasketballMixin(SkillMixin):

   def skill(self):

       return 'basketball'

 

class FootballMixin(SkillMixin):

   def skill(self):

       return 'football'

 

class BStudent(Student,BasketballMixin):

   pass

 

class FTeacher(Teacher,FootballMixin):

   pass

 

s = BStudent()

print s.skill()

 

t = FTeacher()

print t.skill()

 

 

六、python中获取对象信息

拿到一个变量,除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外,还有没有别的方法获取到更多的信息呢?

例如,已有定义:

class Person(object):     def __init__(self, name, gender):         self.name = name         self.gender = gender   class Student(Person):     def __init__(self, name, gender, score):         super(Student, self).__init__(name, gender)         self.score = score     def whoAmI(self):         return 'I am a Student, my name is %s' % self.name

首先可以用 type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象:

>>> type(123) <type 'int'> >>> s = Student('Bob', 'Male', 88) >>> type(s) <class '__main__.Student'>

其次,可以用 dir() 函数获取变量的所有属性:

>>> dir(123)   # 整数也有很多属性... ['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', ...]   >>> dir(s) ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'score', 'whoAmI']

对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括`__class__`这类有特殊意义的属性。注意到方法`whoAmI`也是 s 的一个属性。

如何去掉`__xxx__`这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数的用法。

dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr() 和 setattr()函数了:

>>> getattr(s, 'name')  # 获取name属性 'Bob'   >>> setattr(s, 'name', 'Adam')  # 设置新的name属性   >>> s.name 'Adam'   >>> getattr(s, 'age')  # 获取age属性,但是属性不存在,报错: Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'   >>> getattr(s, 'age', 20)  # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20 20

任务

对于Person类的定义:

class Person(object):     def __init__(self, name, gender):         self.name = name         self.gender = gender

希望除了 name和gender 外,可以提供任意额外的关键字参数,并绑定到实例,请修改 Person 的 __init__()定 义,完成该功能。

class Person(object):

   def __init__(self, name, gender, **kw):

       self.name = name

       self.gender = gender

       for k, v in kw.iteritems():

           setattr(self, k, v)

 

p = Person('Bob', 'Male', age=18,course='Python')

print p.age

print p.course

 

 

 

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