Python基础知识-pycharm版 第7节

Python基础知识-pycharm版 第7节

• 083.嵌套函数(内部函数)_数据隐藏
• 084.nonlocal_global
• 085.LEGB规则
• 086.（第6章(1) 面向对象初步）面向对象和面向过程的区别_执行者思维_设计者思维
• 087.对象的进化故事
• 088.类的定义_类和对象的关系
• 089.构造函数 __ init __
• 090.实例属性_内存分析
• 091.实例方法_内存分析方法调用过程_dir()_isinstance
• 092.类对象
• 093.类属性_内存分析创建类和对象的底层
• 094.类方法_静态方法_内存分析图示
• 095.__ del __()析构方法和垃圾回收机制
• 096.__ call __()方法和可调用对象

083.嵌套函数(内部函数)_数据隐藏

嵌套函数：在函数内部定义的函数！

上面程序中，f2()就是定义在f1 函数内部的函数。f2()的定义和调用都在 f1()函数内部。
一般在什么情况下使用嵌套函数？

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。
   

084.nonlocal_global

nonlocal 用来声明外层的局部变量。
global 用来声明全局变量。

085.LEGB规则

Python在查找“名称”时，是按照LEGB规则查找的：
Local–>Enclosed–>Global–>Built in

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）。

依次将几个str注释掉，观察控制台打印的内容，可以体会LEBG的搜索顺序。

086.（第6章(1) 面向对象初步）面向对象和面向过程的区别_执行者思维_设计者思维

1. 面向过程(Procedure Oriented)思维
   面向过程编程更加关注的是“程序的逻辑流程”，是一种“执行者”思维，适合编写小规模的程序。
   面向过程思想思考问题时，首先思考“怎么按步骤实现？”并将步骤对应成方法， 一步一步，最终完成。 这个适合简单任务，不需要过多协作的情况下。比如，如何开车？ 很容易就列出实现步骤：
   发动车 \to 挂挡 \to 踩油门 \to 走你
   面向过程适合简单、不需要协作的事务。 但是当我们思考比较复杂的问题，比如“如何造车？”，就会发现列出1234 这样的步骤，是不可能的。那是因为，造车太复杂，需要很多协作才能完成。此时面向对象思想就应运而生了。

2. 面向对象(Object Oriented)思维
   面向对象更加关注的是“软件中对象之间的关系”，是一种“设计者”思维，适合编写大规模的程序。
   面向对象(Object)思想更契合人的思维模式。首先思考的是“怎么设计这个事物？” 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：
   轮胎，发动机，车壳，座椅，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。
   千万不要把面向过程和面向对象对立起来。他们是相辅相成的。面向对象离不开面向过程！
   (1) 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。

3. 面向对象和面向过程的总结
   (1) 都是解决问题的思维方式，都是代码组织的方式
   (2) 解决简单问题可以使用面向过程
   (3) 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

087.对象的进化故事

随着编程面临的问题越来越复杂，编程语言本身也在进化，从主要处理简单数据开始， 随着数据变多进化“数组”； 数据类型变复杂，进化出了“结构体”； 处理数据的方式和逻辑变复杂，进化出了“对象”。

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：
   

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：
   
   前面学习的数字也是对象。比如：整数9，就是一个包含了加法、乘法等方法的对象。

088.类的定义_类和对象的关系

把对象比作一个“饼干”，类就是制造这个饼干的“模具”。
通过类定义数据类型的属性（数据）和方法（行为）,也就是说，“类将行为和状态打 包在一起”。

对象是类的具体实体，一般称为“类的实例”。类看做“饼干模具”，对象就是根据这个“模具”制造出的“饼干”。
从一个类创建对象时，每个对象会共享这个类的行为（类中定义的方法），但会有自己的属性值（不共享状态）。更具体一点：“方法代码是共享的，属性数据不共享”。

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：

要点如下：

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。

一个典型的类的定义及其调用

089.构造函数 __ init __

类是抽象的，也称之为“对象的模板”。我们需要通过类这个模板，创建类的实例对象，然后才能使用类定义的功能。
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）。
现在，可以更进一步的说，一个 Python 对象包含如下部分：

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）

创建对象，需要定义构造函数 __ init __ ()方法。构造方法用于执行“实例对象的初始化工作”，即对象创建后，初始化当前对象的相关属性，无返回值。
__ 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。
   

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：
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。

090.实例属性_内存分析

实例属性是从属于实例对象的属性，也称为“实例变量”。他的使用有如下几个要点：

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

091.实例方法_内存分析方法调用过程_dir()_isinstance

实例方法是从属于实例对象的方法。实例方法的定义格式如下：

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：

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”

092.类对象

在前面讲的类定义格式中，“class 类名：”。实际上，当解释器执行class 语句时， 就会创建一个类对象。

可以看到实际上生成了一个变量名就是类名“Student”的对象。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。

093.类属性_内存分析创建类和对象的底层

类属性是从属于“类对象”的属性，也称为“类变量”。由于，类属性从属于类对象，可以被所有实例对象共享。
类属性的定义方式：

在类中或者类的外面，可以通过：“类名.类变量名”来读写。

094.类方法_静态方法_内存分析图示

1. 类方法
   类方法是从属于“类对象”的方法。类方法通过装饰器@classmethod来定义，格式如下：
   
   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
   

2. 静态方法
   Python中允许定义与“类对象”无关的方法，称为“静态方法”。
   “静态方法”和在模块中定义普通函数没有区别，只不过“静态方法”放到了“类的名字空 间里面”，需要通过“类调用”。
   静态方法通过装饰器@staticmethod来定义，格式如下：
   
   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
   

3. 内存分析实例对象和类对象创建过程（重要）
   以下面代码为例，分析整个创建过程，对面向对象概念掌握更加深刻：
   
   

095.__ del __()析构方法和垃圾回收机制

__ 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。
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。

096.__ call __()方法和可调用对象

定义了__ call __方法的对象，称为“可调用对象”，即该对象可以像函数一样被调用。
测 试 __ call __ ， 可 调 用 对 象