魔法方法、元类、设计模式

面向对象的魔法方法

魔法方法

概念：类中定义的双下方法都称为魔法方法
特性：不需要人为调用，在特定的条件下会自动触发运行
eg:__init__创建空对象之后自动触发

双下方法的八种方法

代码解析：

class C(object):
    def __init__(self,name):
        """类名加括号 给对象添加独有数据时自动触发"""
        self.name = name
        print('__init__')

    def __str__(self):
        """
       对象在被执行打印操作的时候自动触发 该方法返回什么打印的结果就是什么
       并且该方法必须要返回一个字符串类型的数据
       """
        return f'对象：{self.name}'

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        """ 对象加括号调用的时候自动触发 该方法返回什么对象调用之后的返回值就是什么"""
        print('__call__')
        print(args,kwargs)  # () {}
        return 123

    def __getattr__(self, item):
        """对象在查找无法使用的名字时自动触发 该方法返回什么 点不存在的名字就可以得到什么"""
        # print('__getattr__')   # __getattr__
        #print(item)  # age
        return  f'抱歉，您想要的名字{item}不存在'

    def __getattribute__(self, item):
        """对象在查找名字的时候就会自动触发该方法 """
        # return '我在这'
        print(type(item))  # <class 'str'>......<class 'str'>

        if hasattr(self,item):
            return getattr(self,item)
        return f'抱歉，{item}名字不存在'
    """ maximum recursion depth exceeded while calling a Python object:
        就会变成一个递归函数，一直返回,因为对象在查找名字的时候就会自动触发该方法 """

    def __setattr__(self, key, value):
        """当对象执行 对象.名字=值 的时候就会自动触发"""
        print('__setattr__')
        print(key,value)  # age 18  name kiki
        pass

    def __enter__(self):
        """当对象被当做with上下文管理操作的开始自动触发 并且该方法返回什么 as后面的变量名就会接收到什么
        """
        return 123

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        """当对象参与的with上下文管理语法运行完毕之后自动触发(子代码结束)"""
        # f.close()

obj1 = C('kimi')
# 1.对象添加独有数据的时候自动触发
# obj1 = C('kimi')  # __init__
# print(obj1)   # <__main__.C object at 0x0000020D77C23B50>

# 2.对象被执行打印操作的时候自动触发
# obj1 = C('kimi')
# print(obj1)  # 对象：kimi

#3.对象加括号调用的时候自动触发

# res = obj1()
# print(res)  # 123

# 4.对象点不存在的名字的时候自动触发
# print(obj1.age)  # 抱歉，您想要的名字age不存在

#5.对象点名字就会自动触发 有它的存在就不会执行上面的__getattr__
# print(obj1.name)  # 我在这
# print(obj1.age)

# 6.给对象添加或者修改数据的时候自动触发  对象.名字 = 值
# obj1.age = 18
# obj1.name ='kiki'


# 7.当对象被当做with上下文管理操作的开始自动触发 并且该方法返回什么 as后面的变量名就会接收到什么
with obj1 as f:
    print(f)  # 123

# with open() as f:
#     pass

基于魔法方法的笔试题

1.补全下列代码使得运行不报错即可

考试题：
class Context:
    pass

with Context() as f:
    f.do_something()
    
补全后的代码：
class Context:
    def do_something(self):
        pass
    def __enter__(self):
        # return 123 # 但是123没有点得功能
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        pass

with Context() as f:
    f.do_something()


"""
解题过程
1. # Context()产生对象
2.对象当对象被当做with上下文管理操作的开始自动触发__enter__,那么就得捆绑__exit__方法
3.return 123 # 但是123没有点得功能，所以只能是对象去点,
4.f.do_something()的形式，我们在类中添加一个方法do_something
"""

2.自定义字典类型并让字典能够通过句点符的方式操作键值对

eg:
d= {'name':'kiki','age':19}
print(d.name)

思考：

​ 首先第一步想要通过拿字典里面的数据，我们一般是通过键取值的，而题目想要通过点的方式去实现，但是 这种方式是实现不了，name是字典的数据，而不是字典的属性，不能通过点的方式去实现。

​ 其次，当只要基于字典做一些功能的拓展时候，我们首先想到的是面向对象的派生方法，先引入类的方法

class MyDict(dict):
    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] =value  # 字典空间存的数据值

    def __getattr__(self, item):
        return self.get(item)   # 是直接从字典空间里面拿数据，而不是字典对象的名称空间里

obj = MyDict()
#1.通过对象去添加的数据，是在对象的名称空间里
# obj.name  = 'kimi'
# print(obj)  # {}  字典存储的数据
# print(obj.__dict__)  # {'name': 'kimi'}  字典对象的名称空间

# 2.思考，对象.名字 = 值 会触发__setattr__
obj.name  = 'kimi'   # 会触发__setattr__
print(obj)   # {'name': 'kimi'}
print(obj.__dict__)  # {} 此时的字典名称空间没有数据

# 3.添加到字典空间里的数据值，但名称空间没有，所以对象点空间中没有的名字会触发__getattr__
obj.age = 18
obj.hobby ='read'
print(obj.name)  # kimi
print(obj.age)  # 18
print(obj.hobby)  # read

print(type(obj))  # <class '__main__.MyDict'>

元类简介

推导步骤1:如何查看数据的数据类型

s1 = 'hello world'  # str()
l1 = [11, 22, 33, 44]  # list()
d1 = {'name': 'jason', 'pwd': 123}  # dict()
t1 = (11, 22, 33, 44)  # tuple()
print(type(s1))  # <class 'str'>
print(type(l1))  # <class 'list'>
print(type(d1))  # <class 'dict'>
print(type(t1))  # <class 'tuple'>

"""推导步骤2:其实type方法是用来查看产生对象的类名"""

class Student:
    pass

obj = Student()
print(type(obj))  # <class '__main__.Student'>
print(type(Student))  # <class 'type'>  说明type就是元类

"""推导步骤3:python中一切皆对象 我们好奇type查看类名显示的是什么"""

class Student:
    pass

obj = Student()
print(type(obj))
print(type(Student))
class A:pass
class B:pass
print(type(A),type(B))  # <class 'type'> <class 'type'>
"""结论:我们定义的类其实都是由type类产生的>>>:元类(产生类的类)"""

创建类的两种方式

方式1：使用关键字class

# 方式1：使用关键字class
class Teacher:
    school_name = 'kimi'
    def func(self):pass

print(Teacher)  # <class '__main__.Teacher'>
print(Teacher.__dict__)  # {'__module__': '__main__', 'school_name': 'kimi', ....}

方式2：利用元类type

# 方式2：利用元类type,type（类名，类的父类，类的名称空间）
cls = type('Student',(object,),{'name':'kimi'})
print(cls)  # <class '__main__.Student'>
print(cls.__dict__)  # {'name': 'kimi', '__module__': '__main__',....'__doc__': None}


了解知识：名称空间的产生
1.手动写键值对
	针对绑定方法不好定义
2.内置方法exec（自动识别python中的代码，自动执行）
	能够运行字符串类型的代码并产生名称空间
3.要是添加函数的，在cls前面添加
	desc = """
	name = 'kimi'
	def func(self):pass"""

exec补充知识：

#exec：三个参数
#参数一：包含一系列python代码的字符串
#参数二：全局作用域（字典形式），如果不指定，默认为globals()
#参数三：局部作用域（字典形式），如果不指定，默认为locals()
#可以把exec命令的执行当成是一个函数的执行，会将执行期间产生的名字存放于局部名称空间中
g={'x':1,'y':2}
l={}
 
exec('''
global x,z
x=100
z=200
m=300
''',g,l)
 
print(g) #{'x': 100, 'y': 2,'z':200,......}
print(l) #{'m': 300}

元类中产生类的方法表达式：

元类定制类的产生行为

推导
	对象是由类名加括号产生的   __init__
	类是由元类加括号产生的     __init__

""" 所有的类必须是首字母大写  否则无法产生"""
分析：要想干预一个类的产生，必须要考虑到元类了，元类产生类
步骤：
# 1.自定义元类：继承type的类也称之为元类
class MyMetaClass(type):
    pass
    #3.类名加括号会触发__init__方法
    # def __init__(self):   # 飘黄线是因为元类type本身就有__init__方法
    #     pass
    def __init__(self, what, bases=None, dict=None):
        #4. 通过查看源码知道了双下ini里面的参数，重新编写双下init方法
        print('what',what)   # what myclass
        print('bases', bases)  # bases ()  父类
        print('dict', dict)    # dict {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'myclass','desc': '元类有点绕'}
        if not what.istitle():
            raise TypeError('类名首字母要大写')
        super().__init__(what,bases,dict)

# 2.指定类的元类:利用关键字metaclass指定类的元类
# class myclass(MyMetaClass): # 括号里写MyMetaClass说明myclass也是元类了
#     pass
# 首字母小写
class myclass(metaclass=MyMetaClass):
    desc = '元类有点绕'
print(myclass)
print(myclass.__dict__)

# 首字母大写
class Student(metaclass=MyMetaClass):
    info = '首字母大写了'
print(Student)
print(Student.__dict__)

"""类中的__init__是拦截对象的创建行为，是控制对象的行为
   而元类中写的__init__是拦截类的创建行为，是控制类的行为"""

元类定制对象的产生行为

推导
	对象加括号会执行产生该对象类里面的  __call__
	类加括号会执行产生该类的类里面的   __call__
"""给对象添加独有数据的时候，必须采用关键字参数传参"""
"""给对象添加独有数据的时候，必须采用关键字参数传参"""
class MyMetaClass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1.产生一个空对象（）
        # 2.调用__init__给对象添加独有的数据
        # 3. 返回创建好的对象
        print('__call__')
        # print(args)  # ('kiki', 18, 'male')
        # print(kwargs)  # {}
        if args:
            raise TypeError('要求对象的独有数据必须按照关键字传参')
        return super().__call__(*args,**kwargs)


class Student(metaclass=MyMetaClass):
    def __init__(self,name,age,gender):
        print('__init__')
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender


# obj = Student('kiki',18,'male')  # 类名加括号是触发元类里面的__call__,括号里的数据是先给args和kwargs
obj = Student(name='kiki',age=18,gender='male')
print(obj.__dict__)  # {'name': 'kiki', 'age': 18, 'gender': 'male'}

魔法方法之双下new方法

__new__:在元类中的__call__方法中产生一个空对象，然后调用__init__给对象添加独有的数据，最后返回建好的对象

class MyMeClass(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1.产生一个空对象（）
        obj = self.__new__(self)  # self就是类Student
        # 2.调用__init__给对象添加独有的数据
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        # 3. 返回创建好的对象
        return obj

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

obj = Student('kimi')
print(obj.name)  # kimi

""" __new__可以产生空对象"""

设计模式简介及单例模式

1.设计模式
	前人通过大量的验证创建出来解决一些问题的固定高效方法
2.IT行业
	23种
        创建型
        结构型
        行为型
 	ps:课下感兴趣可以简单看看
3.单例模式
	类加括号无论执行多少次永远只会产生一个对象
 	目的:
        当类中有很多非常强大的方法 我们在程序中很多地方都需要使用
        如果不做单例 会产生很多无用的对象浪费存储空间
        我们想着使用单例模式 整个程序就用一个对象

原文地址：http://www.cnblogs.com/zhanglanhua/p/16871206.html