类

八、类

8.1 命名空间和作用域

8.1.1 命名空间

概念：是映射到对象的名称
常见的命名空间
- 内置函数集合
- 模块中的全局名称
- 函数调用中的局部名称
- 对象的属性
访问命名空间内的名称可以用"."
命名空间是在不同时刻创建的，且拥有不同的生命周期。

8.1.2 作用域

作用域是命名空间可直接访问的 Python 程序的文本区域
执行期间的任何时刻，都会有3或4个命名空间可被直接访问的嵌套作用域
global 语句用于表明特定变量在全局作用域里，并应在全局作用域中重新绑定；nonlocal 语句表明特定变量在外层作用域中，并应在外层作用域中重新绑定。
如果不存在生效的 global 或 nonlocal 语句，则对名称的赋值总是会进入最内层作用域。
划重点，作用域是按字面文本确定的

8.2 初探类

8.2.1 类定义语法

class ClassName:
    <statement-1>
    .
    .
    <statement-n>

与函数定义 (def 语句) 一样，类定义必须先执行才能生效
类定义的过程：
1. 当进入类定义时，将创建一个新的命名空间，并将其用作局部作用域
2. 当（从结尾处）正常离开类定义时，将创建一个类对象，与函数def之后会创建函数对象一样，原始的（在进入类定义之前起作用的）局部作用域将重新生效，类对象将在这里被绑定到类定义头所给出的类名称 (在这个示例中为 ClassName)

8.2.2 Class对象

类对象的基本操作是属性引用和实例化
类对象的属性引用使用标准语法object.name
实例化用的是函数表示法，也就是ClassName()，实例化操作（“调用”类对象）会创建一个空对象并返回。

class Person:
    age = 18

p = Person()

实例化时往往会创建一些初始状态的对象实例，为此需要用到__init__方法

class Person:
    def __init__(self, name, age, height, weight) -> None:
        self.name = name
        self.age = age
        self.height = height
        self.weight = weight
    def print_person(self):
        print(self.name, self.age, self.height, self.weight)

就像上述代码一样，这样实例化时就会创建含有相关初始内容的实例对象了

8.2.3 实例化对象

实例化对象可以进行的操作只有属性引用，有数据属性和方法属性

Peter = Person('Peter', 18, 180, 110)
'''
>>> Peter.age
18
>>> Peter.name
'Peter'
'''

8.2.4 方法对象

方法对象与函数对象的区别主要在于：实例对象会作为函数的第一个参数被传入。
实例化对象中的是方法对象，和类对象中的函数对象是不一样的，从实现细节来看，方法对象是函数对象和实例对象打包形成的。下面的代码可以看出差别

#以上面的代码为例子
#实例化对象调用方法
>>> Peter.print_person()
Peter 18 180 110
#类对象调用函数
>>> Person.print_person()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Person.print_person() missing 1 required positional argument: 'self'

8.2.5 类变量和实例变量

一般来说，实例变量用于每个实例的唯一数据，而类变量用于类的所有实例共享的属性和方法。
但共享的属性如果是mutable（如list）的情况下，会出现实例修改类变量值的情况，导致所有实例访问时都发生了修改。
正确的类设计应该使用实例变量（在方法内部定义的）

class Person:
    def __init__(self, name, age, height, weight) -> None:
        self.name = name
        self.age = age
        self.height = height
        self.weight = weight
#这里的name是实例变量

如果同样的属性名称同时出现在实例和类中，则属性查找会优先选择实例

例子

class Person:
    name = 'human'
    def __init__(self, name, age, height, weight) -> None:
        self.name = name
        self.age = age
        self.height = height
        self.weight = weight
    def print_person(self):
        print(self.name, self.age, self.height, self.weight)

Peter = Person('Peter', 18, 180, 110)
'''
>>> Peter.name
'Peter'
>>> Person.name
'human'
'''

8.3 补充说明

在Python中，没有任何东西能强制隐藏数据，隐藏数据这件事这完全是基于约定的。
函数定义的文本并非必须包含于类定义之内：将一个函数对象赋值给一个局部变量也是可以的。
方法可以通过使用 self 参数的方法属性调用其他方法

8.4 继承

8.4.1 简单继承

类继承的语法

class DerivedClass(BaseClass):
    <statment>

BaseClass这个名称必须定义于包含派生类定义的作用域中。也允许用其他任意表达式代替基类名称所在的位置。

派生类定义的执行过程与基类相同。当构造类对象时，基类会被记住。此信息将被用来解析属性引用
方法引用将按以下方式解析：搜索相应的类属性，如有必要将按基类继承链逐步向下查找，如果产生了一个函数对象则方法引用就生效。
派生类可能会重写其基类的方法。
如果不想简单地替换掉同名的基类方法，可以直接调用基类方法：BaseClass.method(self, argument)

8.4.1 多重继承

语法

class DerivedClass(Base1, Base2, Base3):
    <statement>

引用的查找次序是先找自己，若没有找到，就从左往右，深度优先地遍历父类，但是在搜寻的过程中，不会重复搜索同一个父类。

8.5 私有变量

Python中并不存在真正的私有变量，但是大多Python代码遵循着一个命名约定：带有一个下划线的名称 (例如 _spam) 应该被当作是 API 的非公有部分。
存在对私有变量机制的有限支持，称为名称改写。任何形式为__spam 的标识符（至少带有两个前缀下划线，至多一个后缀下划线）的文本将被替换为 _classname__spam

class Person:
    __kind = 'human'
    
class student(Person):
    __kind = 'student'

'''
>>> dir(student)
['_Person__kind', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_student__kind', 'print_person']
'''

可以看到，子类中的__kind属性改名为_student__kind，而父类中的__kind属性改名为_Person__kind

8.7 迭代器

for语句的幕后：for 语句会在容器对象上调用 iter()。该函数返回一个定义了 next() 方法的迭代器对象，此方法将逐一访问容器中的元素。当元素用尽时，next() 将引发 StopIteration 异常来通知终止 for 循环。
根据for语句的幕后情况，可以定义一个 iter() 方法来返回一个带有 next() 方法的对象。如果类已定义了 next()，则 iter() 可以简单地返回 self

8.8 生成器

生成器是一个用于创建迭代器的工具，需要使用到yield语句。
会自动创建 iter() 和 next() 方法。当生成器终结时，它们还会自动引发 StopIteration。
每次在生成器上调用 next() 时，它会从上次离开的位置恢复执行（它会记住上次执行语句时的所有数据值）。

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8.1.2 作用域​

8.2.1 类定义语法​

8.2.2 Class对象​

8.2.3 实例化对象​

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8.2.3 实例化对象