一、面向对象三大特征
Python 是面向对象的语言，也支持面向对象编程的三大特性：继承、封装（隐藏）、多态。
①封装（隐藏）
隐藏对象的属性和实现细节，只对外提供必要的方法。相当于将“细节封装起来”，只对外暴露“相关调用方法”。
通过前面学习的“私有属性、私有方法”的方式，实现“封装”。Python 追求简洁的语法，没有严格的语法级别的“访问控制符”，更多的是依靠程序员自觉实现。
②继承
继承可以让子类具有父类的特性，提高了代码的重用性。
从设计上是一种增量进化，原有父类设计不变的情况下，可以增加新的功能，或者改进已有的算法。
③多态
多态是指同一个方法调用由于对象不同会产生不同的行为。生活中这样的例子比比皆是：同样是休息方法，人不同休息方法不同。张三休息是睡觉，李四休息是玩游戏，程序员休息是“敲几行代码”。
1.继承
(1)定义
继承是面向对象程序设计的重要特征，也是实现“代码复用”的重要手段。
如果一个新类继承自一个设计好的类，就直接具备了已有类的特征，就大大降低了工作难度。已有的类，我们称为“父类或者基类”，新的类，我们称为“子类或者派生类”。
Python 支持多重继承，一个子类可以继承多个父类。继承的语法格式如下：
class 子类类名(父类1[，父类2，...])：
类体
如果在类定义中没有指定父类，则默认父类是object 类。也就是说，object 是所有类的父类，里面定义了一些所有类共有的默认实现，比如：__new__()。
定义子类时，必须在其构造函数中调用父类的构造函数。调用格式如下：
父类名.__init__(self, 参数列表)
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.__age = age
def say_age(self):
print("年龄，年龄，我也不知道")
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, score):
Person.__init__(self, name, age) # 作为子类必须显式地调用父类初始化方法，不然解释器不回去调用
self.score = score
# Student-->Person-->object类
print(Student.mro())
a = Student("高琪", 18, 60)
a.say_age()
print(a.name)
#print(a.age)
print(dir(a))
print(a._Person__age) # 子类也可以调用父类的私有属性(2)类成员的继承和重写
1. 成员继承：子类继承了父类除构造方法之外的所有成员。
2. 方法重写：子类可以重新定义父类中的方法，这样就会覆盖父类的方法，也称为“重写”
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.__age = age
def say_age(self):
print("我的年龄：", self.__age)
def say_introduce(self):
print("我的名字是{0}".format(self.name))
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, score):
Person.__init__(self, name, age) # 作为子类必须显式地调用父类初始化方法，不然解释器不回去调用
self.score = score
def say_introduce(self):
"""重写了父类的方法"""
print("报告老师，我的名字是：{0}".format(self.name))
s = Student("高琪", 18, 80)
s.say_age()
s.say_introduce()(3)object根类
通过类的方法mro()或者类的属性__mro__可以输出这个类的继承层次结构。
class A:pass
class B(A):pass
class C(B):pass
print(C.mro()) # C-->B-->A-->object执行结果：
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
dir()查看对象属性，内置函数dir()可以让我们方便的看到指定对象所有的属性。
class Person:
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def say_age(self):
print(self.name,"的年龄是：",self.age)
obj = object()
print(dir(obj))
s2 = Person("高淇",18)
print(dir(s2)) 执行结果：
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__','__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__','__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__','__str__', '__subclasshook__']
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__','__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__','__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__','__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'age', 'name', 'say_age'] 要点：
①Person 对象增加了六个属性：
__dict__ __module__ __weakref__ age name say_age
②object 的所有属性，Person 类作为object 的子类，显然包含了所有的属性。
③我们打印age、name、say_age，发现say_age 虽然是方法，实际上也是属性。只不过，这个属性的类型是“method”而已。
age <class 'int'>
name <class 'str'>
say_age <class 'method'>
(4)重写__str__()方法
object 有一个__str__()方法，用于返回一个对于“对象的描述”，对应于内置函数str()经常用于print()方法，帮助我们查看对象的信息。__str__()可以重写。
class Person: # 默认继承object类
def __init__(self, name):
self.name = name
def __str__(self): # 将对象转化成一个字符串，一般用于print 方法，这里对object的str重写
return "名字是：{0}".format(self.name)
p = Person("高琪")
print(p)(5)多重继承
Python 支持多重继承，一个子类可以有多个“直接父类”。这样，就具备了“多个父类”的特点。但是由于，这样会被“类的整体层次”搞的异常复杂，尽量避免使用。
class A:
def aa(self):
print("aa")
class B:
def bb(self):
print("bb")
class C(B,A):
def cc(self):
print("cc")
'''C是A和B的子类，A和B的属性和方法均继承'''
c = C()
c.cc()
c.bb()
c.aa()(6)mro()
如果父类中有相同名字的方法，在子类没有指定父类名时，解释器将“从左向右”按顺序搜索。
class A:
def aa(self):
print("aa")
def say(self):
print("say AAA!")
class B:
def bb(self):
print("bb")
def say(self):
print("say BBB!")
class C(B,A): # B在左A在右，若调用同名的则用B的
def cc(self):
print("cc")
c = C()
print(C.mro()) #打印类的层次结构
c.say() #解释器寻找方法是“从左到右”的方式寻找，此时会执行B类中的say()(7)super()获得父类定义
在子类中，如果想要获得父类的方法时，我们可以通过super()来做。super()代表父类的定义，不是父类对象。
class A:
def say(self):
print("A:", self)
class B(A):
def say(self):
# A.say(self)
super().say() # 和上一行语句同样
print("B:", self)
B().say()2.多态
多态（polymorphism）是指同一个方法调用由于对象不同可能会产生不同的行为。例如，同样是吃饭的方法，中国人用筷子吃饭，英国人用刀叉吃饭，印度人用手吃饭，但他们都是人。
多态要注意以下2 点：
①多态是方法的多态，属性没有多态。
②多态的存在有2 个必要条件：继承、方法重写。
class Man:
def eat(self):
print("饿了，吃饭啦！")
class Chinese(Man):
def eat(self):
print("中国人用筷子吃饭。")
class English(Man):
def eat(self):
print("英国人用刀叉吃饭。")
class Indian(Man):
def eat(self):
print("印度人用右手吃饭。")
def manEat(m):
if isinstance(m, Man):
m.eat() # 多态，一个方法调用，根据对象不同调用不同的方法
else:
print("不能吃饭！")
manEat(Chinese())
manEat(English())二、特殊方法、特殊属性和组合
1.特殊方法和运算符重载
Python 的运算符实际上是通过调用对象的特殊方法实现的。
常见的特殊方法统计如下：
每个运算符都是对象，实际上都对应了相应的方法，统计如下：
# 运算符可以重载
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __add__(self, other): # 重载+方法
if isinstance(other, Person):
return "{0}--{1}".format(self.name, other.name)
else:
return "不是同类对象，不能相加"
p1 = Person("高琪")
p2 = Person("高希希")
x = p1 + p2
print(x)2.特殊属性
Python 对象中包含了很多双下划线开始和结束的属性，这些是特殊属性，有特殊用法。这里我们列出常见的特殊属性：
3.对象的浅拷贝和深拷贝
①变量的赋值操作
只是形成两个变量，实际还是指向同一个对象。
②浅拷贝
Python 拷贝一般都是浅拷贝。拷贝时，对象包含的子对象内容不拷贝。因此，源对象和拷贝对象会引用同一个子对象。
③深拷贝
使用copy 模块的deepcopy 函数，递归拷贝对象中包含的子对象。源对象和拷贝对象所有的子对象也不同。
import copy
class MobilePhone:
def __init__(self, cpu, screen):
self.cpu = cpu
self.screen = screen
class CPU:
def calculate(self):
print("计算12345")
print("cpu对象：", self)
class Screen:
def show(self):
print("显示好看的画面")
print("screen对象", self)
# 测试变量赋值
a1 = CPU()
a2 = a1
print(a1)
print(a2)
# 测试浅复制
print("浅复制")
s1 = Screen()
m1 = MobilePhone(a1, s1)
m2 = copy.copy(m1)
print(m1, m1.cpu, m1.screen)
print(m2, m2.cpu, m2.screen)
# 测试深复制
print("深复制")
m3 = copy.deepcopy(m1)
print(m1, m1.cpu, m1.screen)
print(m3, m3.cpu, m3.screen)运行结果：
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BBBAF0>
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BBBAF0>
浅复制
<__main__.MobilePhone object at 0x000001FF93BBB9A0>
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BBBAF0>
<__main__.Screen object at 0x000001FF93BBBA60>
<__main__.MobilePhone object at 0x000001FF93BBB6A0>
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BBBAF0>
<__main__.Screen object at 0x000001FF93BBBA60>
深复制
<__main__.MobilePhone object at 0x000001FF93BBB9A0>
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BBBAF0>
<__main__.Screen object at 0x000001FF93BBBA60>
<__main__.MobilePhone object at 0x000001FF93BB9A50>
<__main__.CPU object at 0x000001FF93BB9930>
<__main__.Screen object at 0x000001FF93BB98D0>4.组合
“is-a”关系，我们可以使用“继承”。从而实现子类拥有的父类的方法和属性。“is-a”关系指的是类似这样的关系：狗是动物，dog is animal。狗类就应该继承动物类。
“has-a”关系，我们可以使用“组合”，也能实现一个类拥有另一个类的方法和属性。”has-a”关系指的是这样的关系：手机拥有CPU。MobilePhone has a CPU。
class CPU:
def calculate(self):
print("计算12345")
print("cpu对象：", self)
class Screen:
def show(self):
print("显示好看的画面")
print("screen对象", self)
m = MobilePhone(CPU(), Screen())
m.cpu.calculate()
m.screen.show()三、设计模式
设计模式是面向对象语言特有的内容，是我们在面临某一类问题时候固定的做法，设计模式有很多种，比较流行的是：GOF（Goup Of Four）23 种设计模式。
1.工厂模式
工厂模式实现了创建者和调用者的分离，使用专门的工厂类将选择实现类、创建对象进行统一的管理和控制。
class CarFactory:
def create_car(self, brand):
if brand == "奔驰":
return Benx()
elif brand == "宝马":
return BMW()
elif brand == "比亚迪":
return BYD()
else:
return "未知品牌，无法创建"
class Benx:
pass
class BMW:
pass
class BYD:
pass
factory = CarFactory()
c1 = factory.create_car("奔驰")
c2 = factory.create_car("比亚迪")
print(c1)
print(c2)2.单例模式
单例模式（Singleton Pattern）的核心作用是确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。
单例模式只生成一个实例对象，减少了对系统资源的开销。当一个对象的产生需要比较多的资源，如读取配置文件、产生其他依赖对象时，可以产生一个“单例对象”，然后永久驻留内存中，从而极大的降低开销。
单例模式有多种实现的方式，我们这里推荐重写__new__()的方法。
class MySingleton:
__obj = None
__init_flag = True
def __new__(cls, *args, **kwargs): # 重写__new__，没有过就把新的给他，否则就换回原来的值
if cls.__obj == None:
cls.__obj = object.__new__(cls)
return cls.__obj
def __init__(self, name):
if MySingleton.__init_flag: # 只调用一次
print("init.....")
self.name = name
MySingleton.__init_flag = False
a = MySingleton("aa")
b = MySingleton("bb")
c = MySingleton("cc")
print(a)
print(b)
print(c)运行结果：
init.....
<__main__.MySingleton object at 0x00000212AEE12EF0>
<__main__.MySingleton object at 0x00000212AEE12EF0>
<__main__.MySingleton object at 0x00000212AEE12EF0>工厂模式和单例模式整合使用：
class CarFactory:
__obj = None
__init_flag = True
def create_car(self, brand):
if brand == "奔驰":
return Benx()
elif brand == "宝马":
return BMW()
elif brand == "比亚迪":
return BYD()
else:
return "未知品牌，无法创建"
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__obj == None:
cls.__obj = object.__new__(cls)
return cls.__obj
def __init__(self):
if CarFactory.__init_flag:
print("init CarFactory.....")
CarFactory.__init_flag = False
class Benx:
pass
class BMW:
pass
class BYD:
pass
factory1 = CarFactory()
factory2 = CarFactory()
c1 = factory1.create_car("奔驰")
c2 = factory1.create_car("比亚迪")
print(c1)
print(c2)
print(factory1)
print(factory2)运行结果：
init CarFactory.....
<__main__.Benx object at 0x0000013158ECBAC0>
<__main__.BYD object at 0x0000013158ECBA90>
<__main__.CarFactory object at 0x0000013158ECBAF0>
<__main__.CarFactory object at 0x0000013158ECBAF0>这里可以看到工厂只有一个，不同车不一样。
