Заметки об объектной системе языка Python ч.1
Несколько заметок об объектной системе python’a. Рассчитаны на тех, кто уже умеет программировать на python. Речь идет только о новых классах (new-style classes) в python 2.3 и выше. В этой статье рассказывается, что такое объекты и как происходит поиск атрибутов.
Объекты
У a тоже есть __dict__ и __class__:
Класс и тип — это одно и то же.
a.__dict__ — это словарь, в котором находятся внутренние (или специфичные для объекта) атрибуты, в данном случае ‘name’. А в a.__class__ класс (тип).
И, например, в методах класса присваивание self.foo = bar практически идентично self.__dict__[‘foo’] = bar или сводится к аналогичному вызову.
В __dict__ объекта нет методов класса, дескрипторов, классовых переменных, свойств, статических методов класса, все они определяются динамически с помощью класса из __class__ атрибута, и являются специфичными именно для класса (типа) объекта, а не для самого объекта.
Пример. Переопределим класс объекта a:
Смотрим, что поменялось.
Значение a.name осталось прежним, т.е. __init__ не вызывался при смене класса.
Работа с атрибутам объекта: установка, удаление и поиск, равносильна вызову встроенных функций settattr, delattr, getattr:
a.x = 1 setattr(a, ‘x’, 1)
del a.x delattr(a, ‘x’)
a.x getattr(a, ‘x’)
При этом стоит стоит понимать, что setattr и delattr влияют и изменяют только сам объект (точнее a.__dict__), и не изменяют класс объекта.
qux — является классовой переменной, т.е. она «принадлежит» классу B, а не объекту a:
Если мы попытаемся удалить этот атрибут, то получим ошибку, т.к. delattr будет пытаться удалить атрибут из a.__dict__
Далее, если мы попытаемся изменить (установить) атрибут, setattr поместит его в __dict__, специфичный для данного, конкретного объекта.
Ну и раз есть ‘qux’ в __dict__ объекта, его можно удалить с помощью delattr:
После удаления, a.qux будет возвращать значение классовой переменной:
Объекты и классы
Классы — это объекты, и у них тоже есть специальные атрибуты __class__ и __dict__.
>>> class A ( object ):
. pass
.
Правда __dict__ у классов не совсем словарь
Но __dict__ ответственен за доступ к внутреннему пространству имен, в котором хранятся методы, дескрипторы, переменные, свойства и прочее:
В классах помимо __class__ и __dict__, имеется еще несколько специальных атрибутов: __bases__ — список прямых родителей, __name__ — имя класса. [1]
Классы можно считать эдакими расширениями обычных объектов, которые реализуют интерфейс типа. Множество всех классов (или типов) принадлежат множеству всех объектов, а точнее является его подмножеством. Иначе говоря, любой класс является объектом, но не всякий объект является классом. Договоримся называть обычными объектами(regular objects) те объекты, которые классами не являются.
Небольшая демонстрация, которая станет лучше понятна чуть позже.
Класс является объектом.
>>> class A ( object ):
. pass
.
>>> isinstance (A, object )
True
Число — это тоже объект.
Класс — это класс (т.е. тип).
>>> isinstance (A, type )
True
А вот число классом (типом) не является. (Что такое type будет пояснено позже)
Ну и a — тоже обычный объект.
>>> a = A()
>>> isinstance (a, A)
True
>>> isinstance (a, object )
True
>>> isinstance (a, type )
False
И у A всего один прямой родительский класс — object.
Часть специальных параметров можно даже менять:
С помощью getattr получаем доступ к атрибутам класса:
Поиск атрибутов в обычном объекте
В первом приближении алгоритм поиска выглядит так: сначала ищется в __dict__ объекта, потом идет поиск по __dict__ словарям класса объекта (который определяется с помощью __class__) и __dict__ его базовых классов в рекурсивном порядке.
Т.к. в обычных объектах a и b нет в __dict__ атрибута ‘qux’, то поиск продолжается во внутреннем словаре __dict__ их типа (класса), а потом по __dict__ словарям родителей в определенном порядке:
Меняем атрибут qux у класса A. И соответственно должны поменяться значения, которые возвращают экземпляры класса A — a и b:
Точно так же в рантайме к классу можно добавить метод:
И доступ к нему появится у экземпляров:
Точно так же как и с любыми другими объектами, можно удалить атрибут класса, например, классовую переменную qux:
Она удалиться из __dict__
И доступ у экземляров пропадет.
У классов почти такой же поиск атрибутов, как и у обычных объектов, но есть отличия: поиск начинается с собственного __dict__ словаря, а потом идет поиск по __dict__ словарям суперклассов (которые хранятся в __bases__) по опредленному алгоритму, а затем по классу в __class__ и его суперклассах. (Подробнее об этом позже).
Cсылки
Примечания
[1] О __module__ и __doc__ для простоты изложения пока забудем. Полный список атрибутов класса можно посмотреть в документации
Классы в Python
Объектно-ориентированное программирование считается одним из самых эффективных методов создания программ. В объектно-ориентированном программирование создаются классы, описывающие реальные предметы и ситуации, а затем создаете объекты на основе этих описаний. Созданием объекта на основе класса называется созданием экземпляра.
| Содержание страницы: |
|---|
| 1. Создание класса |
| 1.1. Метод __init__() |
| 1.2. Создание экземпляра класса |
| 1.3. Обращение к атрибутам класса |
| 1.4. Вызов методов класса |
| 2. Работа с классами |
| 2.1. Прямое изменение значения атрибута |
| 2.2. Изменение значения атрибута с использованием метода |
| 2.3. Изменение значения атрибута с приращением |
| 3. Наследование класса |
| 3.1. Переопределение методов класса-родителя |
1. Создание класса в Python
Классы в Python могут моделировать практически все что угодно. Создадим простой класс, который будет описывать конкретный автомобиль:
Разберем код по порядку. В начале определяется класс с именем Car ( class Car ). По общепринятым соглашение название класса начинается с символа верхнего регистра. Круглые скобки в определение класса пусты, так как класс создается с нуля. Далее идет строка документации с кратким описанием. ( «»»Описание автомобиля»»» ).
1.1. Метод __init__()
Каждая из двух переменных self.brand = brand и self.model = model снабжена префиксом self и к ним можно обращаться вызовом self.brand и self.model. Значения берутся из параметров brand и model. Переменные, к которым вы обращаетесь через экземпляры, также называются атрибутами.
1.2. Создание экземпляра класса
С помощью класса Car мы можем создавать экземпляры для конкретного автомобиля. Каждый экземпляр описывает конкретный автомобиль и его параметры.
1.3. Обращение к атрибутам класса
К атрибутам экземпляра класса мы можем обращаться через запись:
В записи используется имя экземпляра класса и после точки имя атрибута (car_1.brand) или (car_1.model). В итоге на экран выведется следующая информация:
Bmw
X5
1.4. Вызов методов класса
После создания экземпляра на основе класса Car можете вызывать любые методы, написанные в классе. Чтобы вызвать метод, укажите экземпляр (car_1) и вызываемый метод после точки:
car_1. sold ()
car_1. discount ()
При вызове данных методов, Python выполнит код, написанный в этом методе.
Автомобиль Bmw X5 продан
На автомобиль Bmw X5 скидка 5%
2. Работа с классами на Python
В описание автомобиля есть три атрибута(параметра) это brand, model, years. Также мы создали новый атрибут mileage (пробег) и присвоили ему начальное значение 0. Так как пробег у всех автомобилей разный, в последующем мы сможем изменять этот атрибут. Метод get_full_name будет возвращать полное описание автомобиля. Метод read_mileage будет выводить пробег автомобиля.
Создадим экземпляр с классом Car и запустим методы:
car_2 = Car(‘audi’, ‘a4’, 2019)
print(car_2. get_full_name() )
car_2. read_mileage()
В результате в начале Python вызывает метот __init__() для создания нового экземпляра. Сохраняет название, модель, год выпуска и создает новый атрибут с пробегом равным 0. В итоге мы получим такой результат:
Автомобиль Audi A4 2019
Пробег автомобиля 0 км.
2.1. Прямое изменение значения атрибута
Для изменения значения атрибута можно обратиться к нему напрямую и присвоить ему новое значение. Изменим пробег автомобиля car_2:
car_2 = Car(‘audi’, ‘a4’, 2019)
print(car_2.get_full_name())
car_2.mileage = 38
car_2. read_mileage()
Мы обратились к нашему экземпляру car_2 и связанным с ним атрибутом пробега(mileage) и присвоили новое значение 38. Затем вызвали метод read_mileage() для проверки. В результате мы получим следующие данные.
Автомобиль Audi A4 2019
Пробег автомобиля 38 км.
2.2. Изменение значения атрибута с использованием метода
В Python удобнее писать методы, которые будут изменять атрибуты за вас. Для этого вы просто передаете новое значение методу, который обновит значения. Добавим в наш класс Car метод update_mileage() который будет изменять показания пробега.
car_2 = Car(‘audi’, ‘a4’, 2019)
print(car_2.get_full_name())
car_2. read_mileage()
car_2. update_mileage (17100)
car_2. read_mileage()
Вначале выведем текущие показания пробега ( car_2. read_mileage() ). Затем вызовем метод update_mileage() и передадим ему новое значение пробега ( car_2. update_mileage (17100) ). Этот метод устанавливает пробег 17100. Выведем текущие показания ( car_2. read_mileage() ) и у нас получается:
Автомобиль Audi A4 2019
Пробег автомобиля 0 км.
Пробег автомобиля 17100 км.
2.3. Изменение значения атрибута с приращением
Если вместо того, чтобы присвоить новое значение, требуется изменить с значение с приращением, то в этом случаем мы можем написать еще один метод, который будет просо прибавлять пробег к уже имеющемся показаниям. Для этого добавим метод add_mileage в класс Car :
Новый метод add_mileage() получает пробег в км и добавлет его к self.mileage.
car_2. add_mileage (14687)
car_2. read_mileage ()
Пробег автомобиля 31787 км.
В итоге после вызова метода add_mileage() пробег автомобиля в экземпляре car_2 увеличится на 14687 км и станет равным 31787 км. Данный метод мы можем вызывать каждый раз при изменении пробега и передавать новые значение, на которое будет увеличивать основной пробег.
3. Наследование класса в Python
class Car():
«»»Описание автомобиля»»»
def __init__(self, brand, model, years):
«»»Инициализирует атрибуты brand и model»»»
self.brand = brand
self.model = model
self.years = years
self.mileage = 0
def get_full_name(self):
«»»Автомобиль»»»
name = f»Автомобиль
return name.title()
def read_mileage(self):
«»»Пробег автомобиля»»»
print(f»Пробег автомобиля
def update_mileage(self, new_mileage):
«»»Устанавливает новое значение пробега»»»
self.mileage = new_mileage
def add_mileage(self, km):
«»»Добавляет пробег»»»
self.mileage += km
Создадим экземпляр класса ElectriCar и сохраним его в переменную tesla_1
tesla_1 = ElectricCar (‘tesla’, ‘model x’, 2021)
print(tesla_1. get_full_name ())
tesla_1. battery_power ( )
При вызове двух методов мы получим:
Автомобиль Tesla Model X 2021
Мощность аккумулятора 100 кВт⋅ч
3.1. Переопределение методов класса-родителя
Методы, которые используются в родительском классе можно переопределить в классе-потомке (подклассе). Для этого в классе-потомке определяется метод с тем же именем, что и у класса-родителя. Python игнорирует метод родителя и переходит на метод, написанный в классе-потомке (подклассе). Переопределим метод def get_full_name() чтобы сразу выводилась мощность аккумуляторов.
В результате при запросе полного названия автомобиля Python проигнорирует метод def get_full_name() в классе-родителя Car и сразу перейдет к методу def get_full_name() написанный в классе ElectricCar.
tesla_1 = ElectricCar (‘tesla’, ‘model x’, 2021)
print(tesla_1. get_full_name ())
Автомобиль Tesla Model X 2021 100-Квт⋅Ч
Продвинутый Python, часть 3: классы и метаклассы
Это завершающая статья цикла «Продвинутый Python», в которой пойдёт речь о классах и метаклассах. В первой части мы познакомились с итераторами, генераторами и модулем itertools, а во второй говорили о замыканиях, декораторах и модуле functools.
Классы как объекты
Посмотрите пример кода, чтобы ближе познакомиться с описанными особенностями.
В некоторых языках, таких как C++, классы можно объявлять только на верхнем уровне модулей. В Python class можно использовать внутри функции. Этот подход можно использовать, чтобы создавать классы на лету. Ниже пример:
Метаклассы
Обратите внимание, второй параметр должен быть кортежем, поэтому синтаксис может выглядеть странно. Если вам нужны методы, создавайте функции и передавайте их как атрибуты. Вот пример:
Можно создавать свои метаклассы: сгодится любой вызываемый (callable) объект, который способен принять три параметра и вернуть объект класса. Такие метаклассы можно применять к классу. Метакласс можно указать при объявлении класса. Давайте рассмотрим этот приём на примере, который заодно продемонстрирует возможности метаклассов:
Как видите, у декораторов и метаклассов есть много общего. Фактически, метаклассы умеют всё, что можно сделать с помощью декоратора класса. Синтаксис декораторов более простой и читабельный, поэтому по возможности следует использовать именно их. Метаклассы умеют больше, так как они запускаются перед созданием класса, а не после, как декораторы. Чтобы убедиться в этом, давайте создадим декоратор и метакласс и посмотрим на порядок исполнения.
Изучайте Python на Хекслете
Первые курсы в профессии «Python-программист» доступны бесплатно. Регистрируйтесь и начинайте учиться!
Пример использования метаклассов
Рассмотрим более полезное приложение. Предположим, мы пишем набор классов для обработки ID3v2 тегов, которые используются, например, в MP3-файлах. Подробности можно узнать в «Википедии». Для реализации примера надо понимать, что теги состоят из фреймов. Каждый фрейм содержит четырёхбуквенный идентификатор. Например, TOPE — фрейм имени артиста, TOAL — фрейм названия альбома и так далее. Предположим, нам надо написать класс для каждого типа фреймов. Также нужно дать возможность пользователям библиотеки ID3v2 тегов добавлять собственные классы фреймов для поддержки новых или кастомных фреймов. С помощью метаклассов можно реализовать паттерн «фабрика классов». Это может выглядеть так:
Конечно, задачу можно решить с помощью декораторов классов. Для сравнения посмотрите, как это может выглядеть.
Как видите, можно передавать параметры в декораторы, но не в метаклассы. Если нужно передать параметры в метаклассы, это нужно делать через атрибуты. Поэтому код с декораторами чище и проще в поддержке. Заметьте, что ко времени вызова декоратора класс уже создан. Это значит, что уже поздно менять его свойства, предназначенные только для чтения.
Метаклассы, полученные из type
Подводим итоги
Посмотрим, как Python интерпретирует код выше. Затем посмотрим на вывод, чтобы подтвердить или опровергнуть наши предположения.
Метаклассы на практике
ABCMeta — это метакласс, позволяющий создавать абстрактные базовые классы. Детали смотрите в официальной документации.
Идея djungoplugins основана на статье, в которой описывается простой фреймворк плагинов для Python. Здесь метаклассы используются для создания системы расширений. Автор оригинальной публикации считает, что такой же фреймворк можно создать с помощью декораторов.
Финальный аккорд
Понимание метаклассов помогает досконально разобраться, как ведут себя объекты и классы в Python. Но применение самих метаклассов в реальности может быть сложным, как показано в предыдущем разделе. Практически всё, что можно сделать с помощью метаклассов, можно реализовать и с помощью декораторов. Поэтому прежде чем использовать метаклассы, остановитесь на минуту и подумайте, так ли они необходимы. Если можно обойтись без них, лучше пойти по этому пути. Результат будет более читабельным и простым для поддержки и отладки.
Над адаптированным переводом статьи A Study of Python’s More Advanced Features Part III: Classes and Metaclasses by Sahand Saba работали Алексей Пирогов и Дмитрий Дементий. Мнение автора оригинальной публикации может не совпадать с мнением администрации «Хекслета».
Получить полное имя класса объекта в Python
для целей ведения журнала я хочу получить полное имя класса объекта Python. (С полной квалификацией я имею в виду имя класса, включая имя пакета и модуля.)
9 ответов
со следующей программой
и Bar определяется как
предоставленные ответы не касаются вложенных классов. Хотя он недоступен до Python 3.3 (PEP 3155), вы действительно хотите использовать __qualname__ класса. В конце концов (3.4? PEP 395), __qualname__ также будет существовать для модулей для решения случаев, когда модуль переименован (т. е. когда он переименован в __main__ ).
рассмотрите возможность использования inspect модуль, который имеет такие функции, как getmodule что может быть что ищем:
вот один, основанный на отличном ответе Грега Бэкона, но с парой дополнительных проверок:
__module__ может быть None (согласно документам), а также для типа str может быть __builtin__ (который вы, возможно, не хотите появляться в журналах или что-то еще). Следующие проверки для обеих этих возможностей:
__module__ будет делать трюк.
этот сайт говорит о том, что __package__ может работать для Python 3.0; однако приведенные примеры не будут работать под моей консолью Python 2.5.2.
это хак, но я поддерживаю 2.6 и просто нужно что-то простое:
поскольку интерес этой темы заключается в получении полных имен, вот ловушка, которая возникает при использовании относительного импорта вместе с основным модулем, существующим в том же пакете. Например, с приведенной ниже настройкой модуля:
вот результат, показывающий результат импорта одного и того же модуля по-разному:
когда Hum импортирует бар, используя относительный путь, бар видит Baz.__module__ Как только «баз», но во втором импорте, который использует полное имя, бар видит то же самое как » Фу.baz.»
Если вы где-то сохраняете полные имена, лучше избегать относительного импорта для этих классов.
ни один из ответов здесь работал для меня. В моем случае я использовал Python 2.7 и знал, что буду работать только с newstyle object классы.
заметьте, он также работает правильно для buildins:
ООП в Python: класс, объект, наследование и конструктор с примерами
Дата публикации: 2019-06-27
От автора: что такое класс? Класс в Python — это логическая группа данных и функций. Он дает возможность создавать структуры данных, которые содержат произвольный контент и, следовательно, легко доступны.
Это можно сравнить с обычным жизненным примером: для любого сотрудника банка, который хочет получить информацию о клиенте в Интернете, следует перейти к классу клиентов, в котором будут перечислены все его атрибуты, такие как детали транзакции, сведения о снятии наличных и депозитах, непогашенный долг и т. д.
В этом руководстве мы рассмотрим:
Как определить классы Python
Как работает наследование
Бесплатный курс «Python. Быстрый старт»
Получите курс и узнайте, как создать программу для перевода текстов на Python
Как определить классы Python
Для определения класса необходимо учитывать следующие моменты.
Шаг 1) В Python классы определяются ключевым словом «Class»
Шаг 2) Внутри классов вы можете определить функции или методы, которые являются частью этого класса
Здесь мы определили method1, который выводит «Guru99».
Другой метод, который мы определили, это method2, который выводит «Software Testing» + SomeString. SomeString — это переменная, предоставляемая вызывающим методом
Шаг 3) Все в классе указывается с отступом, так же, как код в функции, цикле, операторе if и т. д. Все, что не имеет отступа, не находится в классе:
ПРИМЕЧАНИЕ: об использовании в Python «self»
Аргумент «self» относится к самому объекту. Отсюда и использование слова «self». Таким образом, внутри этого метода self будет ссылаться на конкретный экземпляр этого объекта, с которым работает.
Self — это имя, предпочитаемое соглашением Pythons для обозначения первого параметра методов экземпляра в Python. Это часть синтаксиса Python для доступа к членам объектов
Шаг 4) Создаем объект класса
Шаг 5) Чтобы вызвать метод в классе
Обратите внимание, что когда мы вызываем method1 или method2, нам не нужно указывать ключевое слово self. Это автоматически обрабатывается средой исполнения Python.
Среда выполнения Python передает значение «self» при вызове метода экземпляра для экземпляра, независимо от того, предоставили вы его явно или нет
Вам нужно заботиться о других аргументах
Шаг 6) Вот полный код
Как работает наследование
Наследование — это функция, используемая в объектно-ориентированном программировании; оно относится к определению нового класса с небольшими изменениями или без изменения существующего класса. Новый класс называется производным классом, а тот, который он наследует, называется базовым. Python поддерживает наследование; он также поддерживает множественное наследование. Класс может наследовать атрибуты и методы поведения от другого класса, называемого подклассом.
Бесплатный курс «Python. Быстрый старт»
Получите курс и узнайте, как создать программу для перевода текстов на Python
Синтаксис наследования Python
Шаг 1) Запустите следующий код
Обратите внимание, что в childClass метод method1 не определен, но он является производным от родительского myClass. Вывод «Гуру99».
Шаг 2) Раскомментируйте строки № 8 и 10. Запустите код.
Теперь method1 определен в childClass, и вывод «childClass Method» отображается правильно.
Шаг 3) Раскомментируйте строку № 9. Запустите код.
Вы можете видеть, что метод родительского класса использует синтаксис
В нашем случае мы вызываем myClass.method1(self), и, как ожидается, выводится Guru99
Шаг 4) Раскомментируйте строку № 19. Запустите код.
Вызывается method2 дочернего класса, и «метод childClass2» выводится, как и ожидалось.
Конструкторы Python
Конструктор — это функция класса, которая создает объект с предопределенными значениями. Он начинается с двойного подчеркивания (_). Это метод __init__(). В приведенном ниже примере мы принимаем имя пользователя с помощью конструктора.
Вывод будет: Welcome to Guru99, Alex
Пример Python 2
Приведенные выше коды являются примерами Python 3. Если вы хотите запустить Python 2, рассмотрите следующий код.
Заключение
«Класс» — это логическая группа функций и данных. Класс Python предоставляет все стандартные функции объектно-ориентированного программирования.
Механизм наследования классов
Производный класс, который переопределяет любой метод своего базового класса
Метод может вызывать метод базового класса с тем же именем
Классы Python определяются ключевыми словами «class»
Внутри классов вы можете определить функции или методы, которые являются частью класса
Все в классе имеет отступ, как и код в функции, цикле, операторе if и т. д.
Аргумент self в Python ссылается на сам объект. Self — это имя, предпочитаемое соглашением Pythons для обозначения первого параметра методов экземпляра в Python.
Среда выполнения Python автоматически передаст значение «self» при вызове метода экземпляра в экземпляре, независимо от того, предоставили вы его явно или нет
В Python класс может наследовать атрибуты и методы поведения от другого класса, называемого подклассом.
Редакция: Команда webformyself.
Бесплатный курс «Python. Быстрый старт»
Получите курс и узнайте, как создать программу для перевода текстов на Python
