Python 基础课程第七天

• 第5 章函数用法和底层分析
• • 嵌套函数(内部函数)
  • nonlocal 关键字
  • LEGB 规则
• 第6 章(1) 面向对象初步
• • 面向对象和面向过程区别
  • • 面向过程(Procedure Oriented)思维
    • 面向对象(Object Oriented)思维
    • 面向对象思考方式
    • 面向对象和面向过程的总结
  • 对象的进化
  • 类的定义
  • __init__构造方法和__new__方法
  • 实例属性和实例方法
  • • 实例属性
    • 实例方法
    • • 函数和方法的区别
      • 实例对象的方法调用本质：
      • 其他操作：
  • 类对象、类属性、类方法、静态方法
  • • 类对象
    • 类属性
    • 内存分析实例对象和类对象创建过程（重要）
    • 类方法
    • 静态方法
  • __del__方法(析构函数)和垃圾回收机制
  • __call__方法和可调用对象

第5 章函数用法和底层分析

嵌套函数(内部函数)

【操作】嵌套函数定义

#测试嵌套函数（内部函数）的定义：

def outer():
    print("outer running")

    def inner01():
        print("inner01 running")
    inner01()

outer()

运行结果：
outer running
inner01 running

1. 封装- 数据隐藏
   外部无法访问“嵌套函数”。
2. 贯彻DRY(Don’t Repeat Yourself) 原则
   嵌套函数，可以让我们在函数内部避免重复代码。
3. 闭包
   后面会详细讲解。

【操作】使用嵌套函数避免重复代码

#【操作】使用嵌套函数避免重复代码

def printChineseName(name,familyname):
    print("{0}{1}".format(familyname,name))
def printEnglishName(name,familyname):
    print("{0}{1}".format(name,familyname))

#使用一个函数代替上面两个函数:

def printName(isChinesename,name,familyname):
    def inner_print(a,b):
        print("{0} {1}".format(a,b))

    if isChinesename:
        inner_print(familyname,name)
    else:
        inner_print(name,familyname)

printName(1,"三","张")
printName(0,"George","Bush")

print("***********如果不使用嵌套函数**************")

def printName(isChinesename,name,familyname):

    if isChinesename:
        print("{0} {1}".format(familyname,name))
    else:
        print("{0} {1}".format(name,familyname))

printName(1,"三","张")
printName(0,"George","Bush")

运行结果：
张 三
George Bush
*************************
张 三
George Bush

nonlocal 关键字

【操作】使用nonlocal 声明外层局部变量

#测试nonlocal, global关键字用法
a=100

def outer():
    b=10
    def inner():
        nonlocal b #声明外部函数的局部变量
        print("inner_b:",b)
        b=20
    inner()
    print("outer_b:",b)

    global a #声明全局变量
    a=888

outer()
print("a:",a)

运行结果：
inner_b: 10
outer_b: 20
a: 888

LEGB 规则

1. Local 指的就是函数或者类的方法内部
2. Enclosed 指的是嵌套函数（一个函数包裹另一个函数，闭包）
3. Global指的是模块中的全局变量
4. Built in 指的是Python 为自己保留的特殊名称。

如果某个name 映射在局部(local)命名空间中没有找到，接下来就会在闭包作用域(enclosed)进行搜索，如果闭包作用域也没有找到，Python 就会到全局(global)命名空间中进行查找，最后会在内建(built-in)命名空间搜索（如果一个名称在所有命名空间中都没有找到，就会产生一个NameError）。

#测试LEGB规则

str = "global str"
def outer():
    str = "outer"
    def inner():
        str="inner"
        print(str)
    inner()

outer()

运行结果：
inner

第6 章(1) 面向对象初步

面向对象编程将数据和操作数据相关的方法封装到对象中，组织代码和数据的方式更加接近人的思维，从而大大提高了编程的效率。

Python 完全采用了面向对象的思想，是真正面向对象的编程语言，完全支持面向对象的基本功能，例如：继承、多态、封装等。

Python 中，一切皆对象。我们在前面学习的数据类型、函数等，都是对象。（注：Python 支持面向过程、面向对象、函数式编程等多种编程范式。）

面向对象和面向过程区别

面向过程(Procedure Oriented)思维

比如，如何开车？ 我们很容易就列出实现步骤：

1. 发动车2. 挂挡3.踩油门4. 走你

面向对象(Object Oriented)思维

比如思考造车，我们就会先思考“车怎么设计？”，而不是“怎么按步骤造车的问题”。这就是思维方式的转变。

面向对象方式思考造车，发现车由如下对象组成：

1. 轮胎
2. 发动机
3. 车壳
4. 座椅
5. 挡风玻璃

为了便于协作，我们找轮胎厂完成制造轮胎的步骤，发动机厂完成制造发动机的步骤；这样，发现大家可以同时进行车的制造，最终进行组装，大大提高了效率。但是，具体到轮胎厂的一个流水线操作，仍然是有步骤的，还是离不开面向过程思想！
因此，面向对象可以帮助我们从宏观上把握、从整体上分析整个系统。但是，具体到实现部分的微观操作（就是一个个方法），仍然需要面向过程的思路去处理。

面向对象思考方式

遇到复杂问题，先从问题中找名词（面向过程更多的是找动词），然后确立这些名词哪些可以作为类，再根据问题需求确定的类的属性和方法，确定类之间的关系。

面向对象和面向过程的总结

• 都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式。
• 解决简单问题可以使用面向过程
• 解决复杂问题：宏观上使用面向对象把握，微观处理上仍然是面向过程。

对象的进化

1. 简单数据
   像30,40，50.4 等这些数字，可以看做是简单数据。最初的计算机编程，都是像这样的数字。
2. 数组
   将同类型的数据放到一起。比如：整数数组[20,30,40]，浮点数数组[10.2, 11.3, 12.4]，字符串数组：[“aa”,”bb”,”cc”]
3. 结构体
   将不同类型的数据放到一起，是C 语言中的数据结构。比如：

struct resume{
int age;
char name[10];
double salary;
};

4. 对象
   将不同类型的数据、方法（即函数）放到一起，就是对象。比如：

class Student:
company = "SXT" #类属性
count = 0 #类属性
def __init__(self,name,score):
self.name = name #实例属性
self.score = score
Student.count = Student.count+1
def say_score(self): #实例方法
print("我的公司是：",Student.company)
print(self.name,'的分数是：',self.score)

类的定义

Python 中，“一切皆对象”。类也称为“类对象”，类的实例也称为“实例对象”。
定义类的语法格式如下：
class 类名：
类体

1. 类名必须符合“标识符”的规则；一般规定，首字母大写，多个单词使用“驼峰原则”。
2. 类体中我们可以定义属性和方法。
3. 属性用来描述数据，方法(即函数)用来描述这些数据相关的操作。

【操作】一个典型的类的定义

class Student: #类名一般首字母大写，多个单词采用驼峰原则

    def __init__(self,name,score): #构造方法第一个参数必须为self
        self.name=name      #实例属性
        self.score=score

    def say_score(self): #实例方法
        print("{0}的分数是：{1}".format(self.name,self.score))

s1=Student("高琪",18)     #s1 是实例对象，自动调用__init__()方法
s1.say_score()
运行结果：
高琪的分数是：18

__init__构造方法和__new__方法

我们前面说过一个Python 对象包含三个部分：id（identity 识别码）、type（对象类型）、value（对象的值）。

1. id（identity 识别码）
2. type（对象类型）
3. value（对象的值）
   (1) 属性（attribute）
   (2) 方法（method）

__init __()的要点如下：

1. 名称固定，必须为：__ init__()
2. 第一个参数固定，必须为：self。self 指的就是刚刚创建好的实例对象。
3. 构造函数通常用来初始化实例对象的实例属性，如下代码就是初始化实例属性：name和score。

    def __init__(self,name,score): #构造方法第一个参数必须为self
        self.name=name      #实例属性
        self.score=score

4. 通过“类名(参数列表)”来调用构造函数。调用后，将创建好的对象返回给相应的变量。
   比如：s1 = Student(‘张三’, 80)
5. __init __()方法：初始化创建好的对象，初始化指的是：“给实例属性赋值”
6. __new __()方法: 用于创建对象，但我们一般无需重定义该方法。
7. 如果我们不定义__init __方法，系统会提供一个默认的__init __方法。如果我们定义了带参的__init__方法，系统不创建默认的__init__方法。

注：
8. Python 中的self 相当于C++中的self 指针，JAVA 和C#中的this 关键字。Python 中，self 必须为构造函数的第一个参数，名字可以任意修改。但一般遵守惯例，都叫做self。

实例属性和实例方法

实例属性

1. 实例属性一般在__init__()方法中通过如下代码定义：
   self.实例属性名= 初始值
2. 在本类的其他实例方法中，也是通过self 进行访问：
   self.实例属性名
3. 创建实例对象后，通过实例对象访问：
   obj01 = 类名()
   #创建对象，调用__init__()初始化属性
   obj01.实例属性名= 值
   #可以给已有属性赋值，也可以新加属性

实例属性内存示意图：

S1调用后，可以继续赋值，例如，s1.age , s1.salary等， 但是新建s2实例对象后，还是按照类的属性（模具）。不会有.age, .salary等。

实例方法

def 方法名(self, [ 形参列表])：
函数体
方法的调用格式如下：
对象.方法名([实参列表])

要点：

1. 定义实例方法时，第一个参数必须为self。和前面一样，self 指当前的实例对象。
2. 调用实例方法时，不需要也不能给self 传参。self 由解释器自动传参。

函数和方法的区别

1. 都是用来完成一个功能的语句块，本质一样。
2. 方法调用时，通过对象来调用。方法从属于特定实例对象，普通函数没有这个特点。
3. 直观上看，方法定义时需要传递self，函数不需要。

实例对象的方法调用本质：

内存示意图：

其他操作：

1. dir(obj)可以获得对象的所有属性、方法
2. obj.__dict __ 对象的属性字典
3. pass 空语句
4. isinstance（对象,类型） 判断“对象”是不是“指定类型”

类对象、类属性、类方法、静态方法

类对象

【操作】测试类对象的生成

class Student:
pass #空语句
print(type(Student))
print(id(Student))
Stu2 = Student
s1 = Stu2()
print(s1)

运行结果：
<class 'type'>
51686328
<__main__.Student object at 0x0000000002B5FDD8>

我们可以看到实际上生成了一个变量名就是类名“Student”的对象。我们通过赋值给新变量Stu2，也能实现相关的调用。说明，确实创建了“类对象”。

【注】pass 为空语句。就是表示什么都不做，只是作为一个占位符存在。当你写代码时，遇到暂时不知道往方法或者类中加入什么时，可以先用pass 占位，后期再补上。

类属性

类属性的定义方式：
class 类名：
类变量名= 初始值
在类中或者类的外面，我们可以通过：“类名.类变量名”来读写。

【操作】类属性的使用测试

class Student:
    company = "SXT" #类属性
    count = 0 #类属性
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name #实例属性
        self.score = score
        Student.count = Student.count+1
    def say_score(self): #实例方法
        print("我的公司是：",Student.company)
        print(self.name,'的分数是：',self.score)

s1 = Student('张三',80) #s1 是实例对象，自动调用__init__()方法
s1.say_score()

s2=Student('高其',60)
s3=Student('高希希',100)

print('一共创建{0}个Student 对象'.format(Student.count))

运行结果：
我的公司是： SXT
张三 的分数是： 80
一共创建3个Student 对象

内存分析实例对象和类对象创建过程（重要）

class Student:
    company = "SXT" #类属性
    count = 0 #类属性
    def __init__(self,name,score):
        self.name = name #实例属性
        self.score = score
        Student.count = Student.count+1
    def say_score(self): #实例方法
        print("我的公司是：",Student.company)
        print(self.name,'的分数是：',self.score)

s1 = Student('高琪',80) #s1 是实例对象，自动调用__init__()方法
s1.say_score()

print('一共创建{0}个Student 对象'.format(Student.count))

类方法

@classmethod
def 类方法名(cls [，形参列表]) ：
	函数体

要点如下：

1. @classmethod 必须位于方法上面一行
2. 第一个cls 必须有；cls 指的就是“类对象”本身；
3. 调用类方法格式：“类名.类方法名(参数列表)”。参数列表中，不需要也不能给cls 传值。
4. 类方法中访问实例属性和实例方法会导致错误
5. 子类继承父类方法时，传入cls 是子类对象，而非父类对象

【操作】类方法使用测试

#测试类方法

class Student:
    company = "SXT" #类属性
    @classmethod
    def printCompany(cls):
        print(cls.company)

Student.printCompany()

运行结果：

SXT

静态方法

静态方法通过装饰器@staticmethod 来定义，格式如下：
@staticmethod
def 静态方法名([形参列表]) ：
函数体

要点如下：

1. @staticmethod 必须位于方法上面一行
2. 调用静态方法格式：“类名.静态方法名(参数列表)”。
3. 静态方法中访问实例属性和实例方法会导致错误

【操作】静态方法使用测试

class Student2:
    company = "SXT" # 类属性

    @staticmethod
    def add(a, b): # 静态方法
        print("{0}+{1}={2}".format(a,b,(a+b)))
        return a+b
    
Student2.add(20,30)

运行结果：

20+30=50

__del__方法(析构函数)和垃圾回收机制

__del__方法称为“析构方法”，用于实现对象被销毁时所需的操作。比如：释放对象占用的资源，例如：打开的文件资源、网络连接等。
Python 实现自动的垃圾回收，当对象没有被引用时（引用计数为0），由垃圾回收器调用__del__方法。
我们也可以通过del 语句删除对象，从而保证调用__del__方法。
系统会自动提供__del__方法，一般不需要自定义析构方法。

#析构方法

class Person:
    def __del__(self):
        print("销毁对象：{0}".format(self))

p1=Person()
p2=Person()
del p2
print("程序结束")

运行结果

销毁对象：<__main__.Person object at 0x000001F555551A08>
程序结束
销毁对象：<__main__.Person object at 0x000001F5554AF048>

__call__方法和可调用对象

#测试可调用方法__call__()

class SalaryAccount:
    '''工资计算类'''

    def __call__(self, salary):
        print("算工资啦。。。")
        yearSalary=salary*12
        daySalary=salary//22.5
        hourSalary=daySalary//8

        return dict(yearSalary=yearSalary,monthSalary=salary,daySalary=daySalary,hourSalary=hourSalary)

s=SalaryAccount()
print(s(30000))

运行结果：

算工资啦。。。
{'yearSalary': 360000, 'monthSalary': 30000, 'daySalary': 1333.0, 'hourSalary': 166.0}