Python 高级（二）

多继承以及MRO顺序

1. 单独调用父类的方法

# coding=utf-8

print("******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******")
class Parent(object):
    def __init__(self, name):
        print('parent的init开始被调用')
        self.name = name
        print('parent的init结束被调用')

class Son1(Parent):
    def __init__(self, name, age):
        print('Son1的init开始被调用')
        self.age = age
        Parent.__init__(self, name)
        print('Son1的init结束被调用')

class Son2(Parent):
    def __init__(self, name, gender):
        print('Son2的init开始被调用')
        self.gender = gender
        Parent.__init__(self, name)
        print('Son2的init结束被调用')

class Grandson(Son1, Son2):
    def __init__(self, name, age, gender):
        print('Grandson的init开始被调用')
        Son1.__init__(self, name, age)  # 单独调用父类的初始化方法
        Son2.__init__(self, name, gender)
        print('Grandson的init结束被调用')

gs = Grandson('grandson', 12, '男')
print('姓名：', gs.name)
print('年龄：', gs.age)
print('性别：', gs.gender)

print("******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******\n\n")

运行结果:

******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******
Grandson的init开始被调用
Son1的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son1的init结束被调用
Son2的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son2的init结束被调用
Grandson的init结束被调用
姓名： grandson
年龄： 12
性别： 男
******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******

2. 多继承中super调用有所父类的被重写的方法

print("******多继承使用super().__init__ 发生的状态******")
class Parent(object):
    def __init__(self, name, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错，使用不定长参数，接受参数
        print('parent的init开始被调用')
        self.name = name
        print('parent的init结束被调用')

class Son1(Parent):
    def __init__(self, name, age, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错，使用不定长参数，接受参数
        print('Son1的init开始被调用')
        self.age = age
        super().__init__(name, *args, **kwargs)  # 为避免多继承报错，使用不定长参数，接受参数
        print('Son1的init结束被调用')

class Son2(Parent):
    def __init__(self, name, gender, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错，使用不定长参数，接受参数
        print('Son2的init开始被调用')
        self.gender = gender
        super().__init__(name, *args, **kwargs)  # 为避免多继承报错，使用不定长参数，接受参数
        print('Son2的init结束被调用')

class Grandson(Son1, Son2):
    def __init__(self, name, age, gender):
        print('Grandson的init开始被调用')
        # 多继承时，相对于使用类名.__init__方法，要把每个父类全部写一遍
        # 而super只用一句话，执行了全部父类的方法，这也是为何多继承需要全部传参的一个原因
        # super(Grandson, self).__init__(name, age, gender)
        super().__init__(name, age, gender)
        print('Grandson的init结束被调用')

print(Grandson.__mro__)

gs = Grandson('grandson', 12, '男')
print('姓名：', gs.name)
print('年龄：', gs.age)
print('性别：', gs.gender)
print("******多继承使用super().__init__ 发生的状态******\n\n")

运行结果：

******多继承使用super().__init__ 发生的状态******
(<class '__main__.Grandson'>, <class '__main__.Son1'>, <class '__main__.Son2'>, <class '__main__.Parent'>, <class 'object'>)
Grandson的init开始被调用
Son1的init开始被调用
Son2的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son2的init结束被调用
Son1的init结束被调用
Grandson的init结束被调用
姓名： grandson
年龄： 12
性别： 男
******多继承使用super().__init__ 发生的状态******

注意：

以上2个代码执行的结果不同

如果2个子类中都继承了父类，当在子类中通过父类名调用时，parent被执行了2次

如果2个子类中都继承了父类，当在子类中通过super调用时，parent被执行了1次

调用父类的三种方法：1、类名.xxx(self, 形参)；2、super().xxx(形参)；3、super(类名, self).xxx(形参)

区别：

在多继承中，如果使用类名.xxx(self, 形参) 的方法是话，可能会造成父类的多次调用，例如在创建套接字的时候，这种情况会使本来只需要创建一个套接字的情况变成创建两个，浪费了资源。

使用super().xxx(形参)的方法的话，有可能出现无法调用父类的情况，因为在super()中采用C3算法，C3算法是保证将来每个类只调用一次的算法。使用类名.__mro__ 可以看到C3算法的最终结论，是一个元组，里面都是类的名字，类的名字的先后顺序决定以后去调用的时候的先后顺序。但super()里面没有写类名时，就拿当前继承的类名去元组里面找，找到之后的下一个类里面的方法就是将要调用的。

使用super(类名, self).xxx(形参)，可以指定将来继承的父类中要调用的类的名字。

3. 单继承中super

print("******单继承使用super().__init__ 发生的状态******")
class Parent(object):
    def __init__(self, name):
        print('parent的init开始被调用')
        self.name = name
        print('parent的init结束被调用')

class Son1(Parent):
    def __init__(self, name, age):
        print('Son1的init开始被调用')
        self.age = age
        super().__init__(name)  # 单继承不能提供全部参数
        print('Son1的init结束被调用')

class Grandson(Son1):
    def __init__(self, name, age, gender):
        print('Grandson的init开始被调用')
        super().__init__(name, age)  # 单继承不能提供全部参数
        print('Grandson的init结束被调用')

gs = Grandson('grandson', 12, '男')
print('姓名：', gs.name)
print('年龄：', gs.age)
#print('性别：', gs.gender)
print("******单继承使用super().__init__ 发生的状态******\n\n")

总结

super().__init__相对于类名.__init__，在单继承上用法基本无差
但在多继承上有区别，super方法能保证每个父类的方法只会执行一次，而使用类名的方法会导致方法被执行多次，具体看前面的输出结果
多继承时，使用super方法，对父类的传参数，应该是由于python中super的算法导致的原因，必须把参数全部传递，否则会报错
单继承时，使用super方法，则不能全部传递，只能传父类方法所需的参数，否则会报错
多继承时，相对于使用类名.__init__方法，要把每个父类全部写一遍, 而使用super方法，只需写一句话便执行了全部父类的方法，这也是为何多继承需要全部传参的一个原因

*args、**kargs做形参用时即可以表示接收各种多余参数，并转化为元组和字典；也可以表示拆包。

（类对象是大家共用的，实例化的时候不会创建，只会指向。

实例对象中只有属性是私有的，其他liru方法等都是公有的，指向类模板那里。）

由上图看出：

类属性在内存中只保存一份
实例属性在每个对象中都要保存一份

应用场景：

通过类创建实例对象时，如果每个对象需要具有相同名字的属性，那么就使用类属性，用一份既可

2. 实例方法、静态方法和类方法

方法包括：实例方法、静态方法和类方法，三种方法在内存中都归属于类，区别在于调用方式不同。

实例方法：由对象调用；至少一个self参数；执行实例方法时，自动将调用该方法的对象赋值给self；
类方法：由类调用；至少一个cls参数；执行类方法时，自动将调用该方法的类赋值给cls；
静态方法：由类调用；无默认参数；

property属性

1. 什么是property属性

一种用起来像是使用的实例属性一样的特殊属性，可以对应于某个方法

# ############### 定义 ###############
class Foo:
    def func(self):
        pass

    # 定义property属性
    @property
    def prop(self):
        pass

# ############### 调用 ###############
foo_obj = Foo()
foo_obj.func()  # 调用实例方法
foo_obj.prop  # 调用property属性

property属性的定义和调用要注意一下几点：

定义时，在实例方法的基础上添加 @property 装饰器；并且仅有一个self参数
调用时，无需括号

property属性的有两种方式

装饰器即：在方法上应用装饰器
类属性即：在类中定义值为property对象的类属性

3.1 装饰器方式

在类的实例方法上应用@property装饰器

Python中的类有经典类和新式类，新式类的属性比经典类的属性丰富。（如果类继object，那么该类是新式类）

新式类，具有三种@property装饰器

#coding=utf-8
# ############### 定义 ###############
class Goods:
    """python3中默认继承object类
        以python2、3执行此程序的结果不同，因为只有在python3中才有@xxx.setter  @xxx.deleter
    """
    @property
    def price(self):
        print('@property')

    @price.setter
    def price(self, value):
        print('@price.setter')

    @price.deleter
    def price(self):
        print('@price.deleter')

# ############### 调用 ###############
obj = Goods()
obj.price          # 自动执行 @property 修饰的 price 方法，并获取方法的返回值
obj.price = 123    # 自动执行 @price.setter 修饰的 price 方法，并将  123 赋值给方法的参数
del obj.price      # 自动执行 @price.deleter 修饰的 price 方法

注意

经典类中的属性只有一种访问方式，其对应被 @property 修饰的方法
新式类中的属性有三种访问方式，并分别对应了三个被@property、@方法名.setter、@方法名.deleter修饰的方法

由于新式类中具有三种访问方式，我们可以根据它们几个属性的访问特点，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

class Goods(object):

    def __init__(self):
        # 原价
        self.original_price = 100
        # 折扣
        self.discount = 0.8

    @property
    def price(self):
        # 实际价格 = 原价 * 折扣
        new_price = self.original_price * self.discount
        return new_price

    @price.setter
    def price(self, value):
        self.original_price = value

    @price.deleter
    def price(self):
        del self.original_price

obj = Goods()
obj.price         # 获取商品价格
obj.price = 200   # 修改商品原价
del obj.price     # 删除商品原价

3.2 类属性方式，创建值为property对象的类属性

当使用类属性的方式创建property属性时，经典类和新式类无区别

class Foo:
    def get_bar(self):
        return 'laowang'

    BAR = property(get_bar)

obj = Foo()
reuslt = obj.BAR  # 自动调用get_bar方法，并获取方法的返回值
print(reuslt)

property方法中有个四个参数

第一个参数是方法名，调用对象.属性时自动触发执行方法
第二个参数是方法名，调用对象.属性＝ XXX 时自动触发执行方法
第三个参数是方法名，调用 del 对象.属性时自动触发执行方法
第四个参数是字符串，调用对象.属性.__doc__ ，此参数是该属性的描述信息

#coding=utf-8
class Foo(object):
    def get_bar(self):
        print("getter...")
        return 'laowang'

    def set_bar(self, value): 
        """必须两个参数"""
        print("setter...")
        return 'set value' + value

    def del_bar(self):
        print("deleter...")
        return 'laowang'

    BAR = property(get_bar, set_bar, del_bar, "description...")

obj = Foo()

obj.BAR  # 自动调用第一个参数中定义的方法：get_bar
obj.BAR = "alex"  # 自动调用第二个参数中定义的方法：set_bar方法，并将“alex”当作参数传入
desc = Foo.BAR.__doc__  # 自动获取第四个参数中设置的值：description...
print(desc)
del obj.BAR  # 自动调用第三个参数中定义的方法：del_bar方法

由于类属性方式创建property属性具有3种访问方式，我们可以根据它们几个属性的访问特点，分别将三个方法定义为对同一个属性：获取、修改、删除

综上所述:

定义property属性共有两种方式，分别是【装饰器】和【类属性】，而【装饰器】方式针对经典类和新式类又有所不同。
通过使用property属性，能够简化调用者在获取数据的流程

property属性-应用

1. 私有属性添加getter和setter方法

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    def getMoney(self):
        return self.__money

    def setMoney(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")

2. 使用property升级getter和setter方法

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    def getMoney(self):
        return self.__money

    def setMoney(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")

    # 定义一个属性，当对这个money设置值时调用setMoney,当获取值时调用getMoney
    money = property(getMoney, setMoney)  

a = Money()
a.money = 100  # 调用setMoney方法
print(a.money)  # 调用getMoney方法
#100

3. 使用property取代getter和setter方法

重新实现一个属性的设置和读取方法,可做边界判定

class Money(object):
    def __init__(self):
        self.__money = 0

    # 使用装饰器对money进行装饰，那么会自动添加一个叫money的属性，当调用获取money的值时，调用装饰的方法
    @property
    def money(self):
        return self.__money

    # 使用装饰器对money进行装饰，当对money设置值时，调用装饰的方法
    @money.setter
    def money(self, value):
        if isinstance(value, int):
            self.__money = value
        else:
            print("error:不是整型数字")

a = Money()
a.money = 100
print(a.money)

列表的切片可以直接设置值

魔法属性

什么是魔法属性：

　　特殊情况下Python解释器会自动调用特殊的东西，这是魔法属性的体现

无论人或事物往往都有不按套路出牌的情况，Python的类属性也是如此，存在着一些具有特殊含义的属性，详情如下：

1. doc

表示类的描述信息

class Foo:
    """ 描述类信息，这是用于看片的神奇 """
    def func(self):
        pass

print(Foo.__doc__)
#输出：类的描述信息

2. module 和 class

__module__ 表示当前操作的对象在那个模块
__class__ 表示当前操作的对象的类是什么

# test.py
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person(object):
    def __init__(self):
        self.name = 'laowang'

# main.py
from test import Person

obj = Person()
print(obj.__module__)  # 输出 test 即：输出模块
print(obj.__class__)  # 输出 test.Person 即：输出类

3. init

初始化方法，通过类创建对象时，自动触发执行

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.age = 18


obj = Person('laowang')  # 自动执行类中的 __init__ 方法

4. del

当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法一般无须定义，因为Python是一门高级语言，程序员在使用时无需关心内存的分配和释放，因为此工作都是交给Python解释器来执行，所以，__del__的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的。

class Foo:
    def __del__(self):
        pass

5. call

对象后面加括号，触发执行。

注：__init__方法的执行是由创建对象触发的，即：对象 = 类名() ；而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的，即：对象() 或者 类()()

class Foo:
    def __init__(self):
        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('__call__')


obj = Foo()  # 执行 __init__
obj()  # 执行 __call__

6. dict

类或对象中的所有属性

类的实例属性属于对象；类中的类属性和方法等属于类，即：

class Province(object):
    country = 'China'

    def __init__(self, name, count):
        self.name = name
        self.count = count

    def func(self, *args, **kwargs):
        print('func')

# 获取类的属性，即：类属性、方法、
print(Province.__dict__)
# 输出：{'__dict__': <attribute '__dict__' of 'Province' objects>, '__module__': '__main__', 'country': 'China', '__doc__': None, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Province' objects>, 'func': <function Province.func at 0x101897950>, '__init__': <function Province.__init__ at 0x1018978c8>}

obj1 = Province('山东', 10000)
print(obj1.__dict__)
# 获取 对象obj1 的属性
# 输出：{'count': 10000, 'name': '山东'}

obj2 = Province('山西', 20000)
print(obj2.__dict__)
# 获取 对象obj1 的属性
# 输出：{'count': 20000, 'name': '山西'}

7. str

如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印对象时，默认输出该方法的返回值。

class Foo:
    def __str__(self):
        return 'laowang'


obj = Foo()
print(obj)
# 输出：laowang

8、getitem、setitem、delitem

用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __getitem__(self, key):
        print('__getitem__', key)

    def __setitem__(self, key, value):
        print('__setitem__', key, value)

    def __delitem__(self, key):
        print('__delitem__', key)


obj = Foo()

result = obj['k1']      # 自动触发执行 __getitem__
obj['k2'] = 'laowang'   # 自动触发执行 __setitem__
del obj['k1']           # 自动触发执行 __delitem__

9、getslice、setslice、delslice

该三个方法用于分片操作，如：列表

# -*- coding:utf-8 -*-

class Foo(object):

    def __getslice__(self, i, j):
        print('__getslice__', i, j)

    def __setslice__(self, i, j, sequence):
        print('__setslice__', i, j)

    def __delslice__(self, i, j):
        print('__delslice__', i, j)

obj = Foo()

obj[-1:1]                   # 自动触发执行 __getslice__
obj[0:1] = [11,22,33,44]    # 自动触发执行 __setslice__
del obj[0:2]                # 自动触发执行 __delslice__

with与“上下文管理器”

如果你有阅读源码的习惯，可能会看到一些优秀的代码经常出现带有 “with” 关键字的语句，它通常用在什么场景呢？今

对于系统资源如文件、数据库连接、socket 而言，应用程序打开这些资源并执行完业务逻辑之后，必须做的一件事就是要关闭（断开）该资源。

比如 Python 程序打开一个文件，往文件中写内容，写完之后，就要关闭该文件，否则会出现什么情况呢？极端情况下会出现 "Too many open files" 的错误，因为系统允许你打开的最大文件数量是有限的。

同样，对于数据库，如果连接数过多而没有及时关闭的话，就可能会出现 "Can not connect to MySQL server Too many connections"，因为数据库连接是一种非常昂贵的资源，不可能无限制的被创建。

来看看如何正确关闭一个文件。

普通版：

def m1():
    f = open("output.txt", "w")
    f.write("python之禅")
    f.close()

这样写有一个潜在的问题，如果在调用 write 的过程中，出现了异常进而导致后续代码无法继续执行，close 方法无法被正常调用，因此资源就会一直被该程序占用者释放。那么该如何改进代码呢？

进阶版：

def m2():
    f = open("output.txt", "w")
    try:
        f.write("python之禅")
    except IOError:
        print("oops error")
    finally:
        f.close()

改良版本的程序是对可能发生异常的代码处进行 try 捕获，使用 try/finally 语句，该语句表示如果在 try 代码块中程序出现了异常，后续代码就不再执行，而直接跳转到 except 代码块。而无论如何，finally 块的代码最终都会被执行。因此，只要把 close 放在 finally 代码中，文件就一定会关闭。

高级版：

def m3():
    with open("output.txt", "r") as f:
        f.write("Python之禅")

一种更加简洁、优雅的方式就是用 with 关键字。open 方法的返回值赋值给变量 f，当离开 with 代码块的时候，系统会自动调用 f.close() 方法， with 的作用和使用 try/finally 语句是一样的。那么它的实现原理是什么？在讲 with 的原理前要涉及到另外一个概念，就是上下文管理器（Context Manager）。

上下文管理器

任何实现了 __enter__() 和 __exit__() 方法的对象都可称之为上下文管理器，上下文管理器对象可以使用 with 关键字。显然，文件（file）对象也实现了上下文管理器。

那么文件对象是如何实现这两个方法的呢？我们可以模拟实现一个自己的文件类，让该类实现 __enter__() 和 __exit__() 方法。

class File():

    def __init__(self, filename, mode):
        self.filename = filename
        self.mode = mode

    def __enter__(self):
        print("entering")
        self.f = open(self.filename, self.mode)
        return self.f

    def __exit__(self, *args):
        print("will exit")
        self.f.close()

__enter__() 方法返回资源对象，这里就是你将要打开的那个文件对象，__exit__() 方法处理一些清除工作。

因为 File 类实现了上下文管理器，现在就可以使用 with 语句了。

with File('out.txt', 'w') as f:
    print("writing")
    f.write('hello, python')

这样，你就无需显示地调用 close 方法了，由系统自动去调用，哪怕中间遇到异常 close 方法也会被调用。

实现上下文管理器的另外方式

Python 还提供了一个 contextmanager 的装饰器，更进一步简化了上下文管理器的实现方式。通过 yield 将函数分割成两部分，yield 之前的语句在 __enter__ 方法中执行，yield 之后的语句在 __exit__ 方法中执行。紧跟在 yield 后面的值是函数的返回值。

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_open(path, mode):
    f = open(path, mode)
    yield f
    f.close()

调用

with my_open('out.txt', 'w') as f:
    f.write("hello , the simplest context manager")

总结

Python 提供了 with 语法用于简化资源操作的后续清除操作，是 try/finally 的替代方法，实现原理建立在上下文管理器之上。此外，Python 还提供了一个 contextmanager 装饰器，更进一步简化上下管理器的实现方式。