Python 關(guān)于面向?qū)ο蟮?6 個(gè)容易犯錯(cuò)的問(wèn)題

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本文寫給初學(xué) Python 的朋友，試圖講明白以下問(wèn)題：

0、什么是類和對(duì)象？

1、即然有了函數(shù)，為什么還要有類？

2、Python 如何定義 公有/保護(hù)/私有 屬性/方法？私有是否是真正的私有，這樣做的目的是什么？

3、如何定義類函數(shù)、成員函數(shù)、靜態(tài)函數(shù)，他們的作用分別是什么？

4、類可以被繼承，如何讓子類必須重寫父類的函數(shù)才能使用，否則拋出異常？

5、有以下繼承關(guān)系: A，B(A),C(A),D(B,C) 那么 D 在初始化的時(shí)候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的？A 是否會(huì)初始化兩次？

以下是我的回答，供參考。

0. 什么是類和對(duì)象

先說(shuō)對(duì)象，對(duì)象通常有兩層意思，指行動(dòng)或思考時(shí)作為目標(biāo)的事物或特指戀愛(ài)的對(duì)方。在編程的世界里，對(duì)象就是客觀世界中存在的人、事、物體等實(shí)體在計(jì)算機(jī)邏輯中的映射。

編程時(shí)，你可以將對(duì)象映射成任何你想映射的東西，只不過(guò)，映射的如果更符常規(guī)時(shí)，代碼更容易使用和理解，也更有利于后續(xù)的快速迭代和擴(kuò)展。在 Python 的世界里，萬(wàn)物皆對(duì)象。

再說(shuō)說(shuō)類，類就是分類的類，代表著一群有著相似性的事物的集合，對(duì)應(yīng) Python 關(guān)鍵字 class。

對(duì)象是類中一個(gè)具體的事物，是由類初始化后生成的，通常也叫 object，或者實(shí)體，比如女人是一個(gè)類，而你的女朋友就是一個(gè)對(duì)象。

屬性：對(duì)象的某個(gè)靜態(tài)特征，比如你女朋友的膚色，民族，血型等。

函數(shù)：對(duì)象的某個(gè)動(dòng)態(tài)能力，比如你女朋友會(huì)唱歌、彈琴等。

雖然舉的例子可能不太恰當(dāng)，但希望能加深你的理解，其實(shí)更為確切的定義如下：

類是一群有著相同屬性和函數(shù)的對(duì)象的集合。

1. 即然有了函數(shù)，為什么還要有類？

函數(shù)是為了解決代碼復(fù)用的，但是函數(shù)是過(guò)程思維，太具體，太具體的東西就會(huì)有很多重復(fù)，因此我們還需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象，而類就是一種抽象，抽象的類，其可復(fù)用性更高，更容易面對(duì)復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，也會(huì)減輕程序員編程時(shí)的記憶壓力。

如果沒(méi)有類，我們更容易寫出屎山一樣的代碼，牽一發(fā)而動(dòng)全身，不敢修改。有了類，我們更容易寫出易讀、易維護(hù)、可擴(kuò)展的代碼。

2. Python 如何定義 公有/保護(hù)/私有 屬性/方法？私有是否是真正的私有，這樣做的目的是什么？

Python 以以下形式約定保護(hù)/私有的屬性/方法：

• __ 表示私有
• _ 表示保護(hù)
• 除前兩者外就是公有

所謂約定，就是你看到雙下劃線或單下劃線開頭的變量或方法時(shí)就自覺(jué)不要在類的外部修改或訪問(wèn)它，換句話說(shuō) Python 并不會(huì)阻礙程序員去訪問(wèn)類的私有屬性或私有方法，Python 選擇相信程序員。

訪問(wèn)公有屬性和訪問(wèn)保護(hù)屬性沒(méi)有區(qū)別，要訪問(wèn)私有的話需要這樣：

object._ClassName__PrivateMember

3. 如何定義類函數(shù)、成員函數(shù)、靜態(tài)函數(shù)，他們的作用分別是什么？

看注釋吧：

class?Document():
????
????WELCOME_STR?=?'Welcome!?The?context?for?this?book?is?{}.'
????
????def?__init__(self,?title,?author,?context):
????????print('__init__函數(shù)被調(diào)用')
????????self.title?=?title
????????self.author?=?author
????????self.__context?=?context
????
????#類函數(shù)
????@classmethod
????def?create_empty_book(cls,?title,?author):
????????return?cls(title=title,?author=author,?context='nothing')
????
????#?成員函數(shù)
????def?get_context_length(self):
????????return?len(self.__context)
????
????#?靜態(tài)函數(shù)
????@staticmethod
????def?get_welcome(context):
????????return?Document.WELCOME_STR.format(context)
empty_book?=?Document.create_empty_book('What?Every?Man?Thinks?About?Apart?from?Sex',?'Professor?Sheridan?Simove')
print(empty_book.get_context_length())
print(empty_book.get_welcome('indeed?nothing'))

類函數(shù)以 @classmethod 裝飾，第一個(gè)參數(shù)必須為 cls，代表類本身，也就是說(shuō)，我們可以在 classmethod 函數(shù)里面調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù) cls()，從而生成一個(gè)新的實(shí)例。從這一點(diǎn)，可以推斷出它的使用場(chǎng)景：

• 當(dāng)我們需要再次調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)，也就是創(chuàng)建新的實(shí)例對(duì)象時(shí)
• 需要不修改現(xiàn)有實(shí)例的情況下返回一個(gè)新的實(shí)例。

成員函數(shù)很普通，就是對(duì)象可以直接調(diào)用的方法，第一個(gè)參數(shù)必須是 self。

靜態(tài)函數(shù)，以 @staticmethod 裝飾，通常就表示這個(gè)函數(shù)的計(jì)算不涉及類的變量，不需要類的實(shí)例化就可以使用，也就是說(shuō)該函數(shù)和這個(gè)類的關(guān)系不是很近，換句話說(shuō)，使用 staticmethod 裝飾的函數(shù)，也可以定義在類的外面。我有時(shí)候會(huì)糾結(jié)到底放在類里面使用 staticmethod，還是放在 utils.py 中單獨(dú)寫一個(gè)函數(shù)。

更細(xì)致的了解，推薦閱讀為什么 classmethod 比 staticmethod 更受寵?

4. 類可以被繼承，如何讓子類必須重寫父類的函數(shù)才能使用，否則拋出異常？

兩種方法，推薦第二種。

第一種：

class?A:
????def?fun(self):
????????raise?Exception("not?implement")
class?B(A):
????pass

b?=?B()
b.fun()

第二種：

from?abc?import?ABCMeta,abstractmethod
class?A(metaclass?=?ABCMeta):
????@abstractmethod
????def?fun(self):
????????pass
class?B(A):
????pass

b?=?B()
b.fun()

5. 有以下繼承關(guān)系: A，B(A),C(A),D(B,C) 那么 D 在初始化的時(shí)候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的？A 是否會(huì)初始化兩次？

????--->?B---
A-????????????-->D
????--->?C---

A，B，C 的初始化順序是怎么樣的，不妨寫代碼看看。

有兩種方式，第一種 A 是會(huì)初始化兩次，第二種不會(huì)。

第一種：

class?A:
????def?__init__(self):
????????print("A?is?called")class?B(A):
????def?__init__(self):
????????print("B?is?called")
????????A.__init__(self)class?C(A):
????def?__init__(self):
????????print("C?is?called")
????????A.__init__(self)class?D(B,C):
????def?__init__(self):
????????print("D?is?called")
????????B.__init__(self)
????????C.__init__(self)

d?=?D()

輸出

D?is?called
B?is?called
A?is?called
C?is?called
A?is?called

第二種

class?A:
????def?__init__(self):
????????print("enter?A")
????????print("levave?A")class?B(A):
????def?__init__(self):
????????print("enter?B")
????????super().__init__()
????????print("levave?B")class?C(A):
????def?__init__(self):
????????print("enter?C")
????????super().__init__()
????????print("levave?C")class?D(B,C):
????def?__init__(self):
????????print("enter?D")
????????super().__init__()
????????print("levave?D")

d?=?D()

輸出

enter?D
enter?B
enter?C
enter?A
levave?A
levave?C
levave?B
levave?D

第一種方法非常明確的表明了菱形繼承潛在的問(wèn)題：一個(gè)基類的初始化函數(shù)可能被調(diào)用兩次。在一般的工程中，這顯然不是我們所希望的。

正確的做法應(yīng)該是使用 super 來(lái)召喚父類的構(gòu)造函數(shù)，而且 python 使用一種叫做方法解析順序的算法（具體實(shí)現(xiàn)算法叫做 C3），來(lái)保證一個(gè)類只會(huì)被初始化一次。

也就是說(shuō)，能用 super，就用 super。

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