Python 上手指南之再谈抽象

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再谈抽象

封装、继承和多态。

封装

对外部隐藏有关对象工作原理的细节。

封装指的是向外隐藏不必要的细节，让你无需知道对象内部的细节就可以使用它。

假设我们有一个名为 OpenObject 的类，存在 set_name() 和 get_name() 方法：

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>>> o = OpenObject()
>>> o.set_name('akashi')
>>> o.get_name()
'akashi'

具体实现：

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class Person:
    def set_name(self, name):
        self.name = name
    
    def get_name(self):
        return self.name

这是属于方法上的封装，还可以在属性上进行封装，让外部不能访问

再谈隐藏

将属性定义为私有，私有属性不能从对象外部进行访问，而只能通过存取器方法(get_name 和 set_name)访问

通常在 python 中，更常见的做法是使用特性(property)来替代存取器

让方法和属性设置为私有的，可以在名称前以两个下划线打头，例如：self.__name = name

然而在 python 中并没有真正支持私有化，使用 _类名__方法名 这种方式依然可以在外部访问，但是隐藏就是我们对外部发出的信号，让外部不要访问，所有开发中我们不应这样做

在 python 中，单下划线开始的成员变量叫保护变量，只有类对象（即类实例）和子类对象自己能访问到这些变量，需通过类提供的接口进行访问

双下划线开始的成员变量叫私有变量，只有类对象自己可以访问，连子类对象也不可以访问

继承

基于通用类创建出专用类，子类是对父类的扩充。

继承可以达到代码和功能复用的目的，并且子类可以对父类进行功能上的扩充。

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class Children(Person):
    pass

要确定一个类是否是另一个类的子类，可以使用内置方法 issubclass

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>>> issubclass(Children, Person)
True

如果你有一个类，想知道他的基类，可以访问其特殊属性 __bases__

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>>> Children.__bases__

同样，确定对象是否是特定类的实例，可以使用 isinstance

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>>> s = Children()
>>> isinstance(s, Children)
True
多个超类

Python 是支持多继承的，然而，除非万不得已，否则应该避免使用多重继承，因为在有些情况下，它可能带来意外的 “并发症”

多态

可对不同类型的对象执行相同的操作，表现在方法的重载和覆写、对象的向上转型。

多态意味着 多种形态，我认为是最重要的原则，这意味着你不知道变量指向的是那种对象，也可以对其执行操作，且操作的行为会随对象的类型而表现出不同

如：

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>>> 'abc'.count('a')
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>>> [1, 2, 'a'].count('a')
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像这样，方法 count 对于字符串和列表都可以使用，根据对象的不同做出不同的表现，这就是多态

相反，在使用时，我们只需要知道对象有 count 这个方法就可以了，它会根据不同的对象有不同的表现方式

另一个例子就是内置的运算符：

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>>> 1 + 2
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>>> 'akashi' + 'sai'
akashisai
>>> [1, 2] + [3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]

在实现时，是依赖于对象的向上转型，使多态发生作用，这一点在静态类型语言中表现更为明显，以 Java 为例：

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Shape rect = new Rectangle()
Shape cir = new Circle()
rect.draw()
cir.draw()

接口和内省

(Java 单继承的局限、与多态相关)

接口这一概念与多态相关，处理多态对象时，我们只关心其接口(协议对外暴露的方法和属性。在 Python 中，不显示地指定对象必须包含哪些方法才能用作参数。不会像 Java 和 Go 那样显示编写接口，而是假定对象能够完成你要求它完成的任务，如果不能完成，程序将失败。

抽象基类

利用抽象基类可以实现对子类覆写方法的控制。

Python 在多态上几乎都只依赖于鸭子类型(如果走起来像鸭子，叫起来像鸭子，那么它就是鸭子)，然而官方也通过引入模块 abc 提供了抽象基类的支持，抽象基类是不能实例化的类，子类需要实现抽象基类的所有抽象方法。

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from abc import ABC, abstractmethod

class Talker(ABC):
    @abstractmethod
    def talk(self):
        pass
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class Herring(Talker):
    def talk(self):
        print("Blub.")