周末班：Python基础之面向对象进阶

类型判断

issubclass

首先，我们先看issubclass() 这个内置函数可以帮我们判断x类是否是y类型的子类。

class Base:
    pass


class Foo(Base):
    pass


class Bar(Foo):
    pass


print(issubclass(Bar, Foo))  # True
print(issubclass(Foo, Bar))  # False
print(issubclass(Bar, Base))  # True

type

然后我们来看type，type在前面的学习期间已经使用过了。type(obj) 表示查看obj是由哪个类创建的。

class Foo:
    pass


obj = Foo()
print(obj, type(obj))  # 查看obj的类

 

isinstance

isinstance也可以判断x是y类型的数据。

class Base:
    pass


class Foo(Base):
    pass


class Bar(Foo):
    pass


print(isinstance(Foo(), Foo))  # True
print(isinstance(Foo(), Base))  # True
print(isinstance(Foo(), Bar))   # False

isinstance可以判断该对象是否是家族体系中的(只能往上判断类)。

反射

为什么需要反射？

首先，我们来看这样一个需求。

从前有一个大牛，写了一堆特别牛B的代码。然后放在一个py文件（模块）中。这个时候你想使用一下大牛写的东西。但是呢，你首先得知道大牛写的这些代码都是干什么用的。那就需要你把大牛写的每一个函数跑一下。

大牛.py

def chi():
    print("⼤⽜一顿吃100个螃蟹")


def he():
    print("⼤牛一顿喝100瓶可乐")


def la():
    print("⼤牛不⽤拉")


def shui():
    print("⼤牛⼀次睡一年")

接下来，到你了。你要去一个一个调用。但是在你调用之前，大牛告诉你，他写了哪些方法，那现在就可以这么办了：

while 1:
    print('''
        作为大牛，我帮你写了
        chi
        he
        la
        shui
        等功能，你自己看着办吧...
    ''')
    func = input('请输入你要测试的功能：').strip()
    if func == 'chi':
        daniu.chi()
    elif func == 'he':
        daniu.he()
    elif func == 'la':
        daniu.la()
    elif func == 'shui':
        daniu.shui()
    else:
        print('大牛就这几个功能，别搞事情！')

这样写是写完了，但是...

如果大牛写了100个功能怎么办，你要写100个if判断吗？太累了吧，现有的知识解决不了这个问题呀，那怎么办？

我们可以使用反射来完成这样的功能，非常简单，我们现在可以获取要执行的功能，只不过我们使用input()函数获取的一个字符串，这个字符串和实际模块中的函数名是一样的。那我们就可以利用这一点，只要通过字符串动态的访问模块中的功能就可以了，反射就是做这个事情的。

什么是反射？

之前我们导入模块都是，先引入模块，然后通过模块去访问否个我们要用的功能，现在呢？我们手动输入要运行的功能，然后拿着这个功能去模块里查找，这就叫反射。

通俗点说就是通过字符串的形式操作对象相关的属性。Python中的一切事物都是对象（都可以使用反射）

我们首先来看一下，在Python中使用反射如何解决上面的问题吧。

import daniu
while 1:
    print('''
        作为大牛，我帮你写了
        chi
        he
        la
        shui
        等功能，你自己看着办吧...
    ''')
    func_str = input('请输入你要测试的功能：').strip()
    if hasattr(daniu, func_str):
        func = getattr(daniu, func_str)
        func()
    else:
        print('大牛就这几个功能，别搞事情！')

上面的代码中用到了如下两个方法：

hasattr(对象, 字符串)是用来判断对象是否有字符串名称对应的这个属性(功能)。

getattr(对象，字符串)是用来获取对象中字符串名称对应的属性(功能)。

因为Python中一切皆对象，所以反射这个特性非常的有用，很多框架中都会用到此特性。

反射应用

接下来，我们先看个简单的例子：

class Person:
    country = "China"

    def eat(self):
        pass


# 类中的内容可以这样动态的进⾏获取
print(getattr(Person, "country"))
print(getattr(Person, "eat"))  # 相当于Foo.func 函数
# 对象⼀样可以
obj = Person()
print(getattr(obj, "country"))
print(getattr(obj, "eat"))  # 相当于obj.func ⽅法

getattr可以从模块中获取内容，也可以从类中获取内容，也可以从对象中获取内容。又因为在Python中⼀切皆为对象，所以把反射理解为从对象中动态的获取成员。

反射的四个函数

关于反射, 其实⼀共有4个函数:

1. hasattr(obj, str) 判断obj中是否包含str成员
2. getattr(obj,str) 从obj中获取str成员。
3. setattr(obj, str, value) 把obj中的str成员设置成value。这⾥的value可以是值，也可以是函数或者⽅法。
4. delattr(obj, str) 把obj中的str成员删除掉。

class Foo:
    pass


f = Foo()
print(hasattr(f, 'eat'))  # False
setattr(f, 'eat', "123")
print(f.eat)  # 被添加了⼀个属性信息

setattr(f, "eat", lambda x: x + 1)
print(f.eat(3))  # 4

print(f.eat)  # 此时的eat既不是静态⽅法, 也不是实例⽅法, 更不是类⽅法. 就相当于你在类中写了个self.chi = lambda 是⼀样的
print(f.__dict__)  # {'eat': <function <lambda> at 0x1015a2048>}
delattr(f, "eat")
print(hasattr(f, "eat"))  # False

注意：以上操作都是在内存中进⾏的，并不会影响你的源代码。

补充importlib

importlib是一个可以根据字符串的模块名实现动态导入模块的库。

举个例子：

目录结构：

├── aaa.py
├── bbb.py
└── mypackage
    ├── __init__.py
    └── xxx.py

使用importlib动态导入模块：

bbb.py

import importlib

func = importlib.import_module('aaa')
print(func)
func.f1()


m = importlib.import_module('mypackage.xxx')
print(m.age)

类的其他成员

列举类中的其他常见成员。

 __str__

改变对象的字符串显示。可以理解为使用print函数打印一个对象时，会自动调用对象的__str__方法。

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        
    # 定义对象的字符串表示
    def __str__(self):
        return self.name
    
    
s1 = Student('张三', 24)
print(s1)  # 会调用s1的__str__方法

__repr__

在python解释器环境下，会默认显示对象的repr表示。

>>> class Student:
...     def __init__(self, name, age):
...         self.name = name
...         self.age = age
...     def __repr__(self):
...         return self.name
... 
>>> s1 = Student('张三', 24)
>>> s1
张三

总结：

 

str函数或者print函数调用的是obj.__str__()
repr函数或者交互式解释器调用的是obj.__repr__()

注意：
如果__str__没有被定义，那么就会使用__repr__来代替输出。
__str__和__repr__方法的返回值都必须是字符串。

 

__format__

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

    # 定义对象的字符串表示
    def __str__(self):
        return self.name

    def __repr__(self):
        return self.name

    __format_dict = {
        'n-a': '{obj.name}-{obj.age}',  # 姓名-年龄
        'n:a': '{obj.name}:{obj.age}',  # 姓名:年龄
        'n/a': '{obj.name}/{obj.age}',  # 姓名/年龄
    }

    def __format__(self, format_spec):
        """
        :param format_spec: n-a,n:a,n/a
        :return:
        """
        if not format_spec or format_spec not in self.__format_dict:
            format_spec = 'n-a'
        fmt = self.__format_dict[format_spec]
        return fmt.format(obj=self)


s1 = Student('张三', 24)
ret = format(s1, 'n/a')
print(ret)  # 张三/24

__format__示例