面向对象03-多态&元类

1.多态：派生类继承基类，基类的方法可以选择重写也可以不重写，而重写基类就叫多态！

基类的作用是定义一系列成员规范，告诉所有继承该基类的派生类，内部都需要实现基类的方法。

2.抽象基类：含抽象方法的类就叫抽象基类；

抽象基类创建语法：
#第一步：导包
from abc import ABCMeta
#第二步：定义抽象基类，定义关键字形参metaclass
class AbstractClass(object,metaclass = ABCMeta):

#如果一个类继承type，是一个自定义的元类，元类是创建类的类

抽象基类没有__call__，不能被实例化，只能继承；抽象基类就是“父类”；抽象基类并不是只有抽象方法，
也有其他类型的方法；

3.抽象方法：没有实现方法体的方法

抽象方法创建语法：
from abc import abstractmethod
#添加装饰器@abstractmethod,方法体pass占位，方法空
@abstractmethod
def abstractMethod(self):
		pass
    
    #抽象方法在抽象类内部不调用也不用定义方法体；派生类继承抽象类后必须重写抽象基类内部的抽象方法；
    抽象方法不能定义为私有，大部分情况下，抽象基类中的抽象方法一般会定义公有或受保护的成员；派生类
    重写抽象基类方法时，需要按照抽象方法的访问修饰符进行重写！

4.运算符重载与内置魔术方法重写：使自定义的类可以实现像python标准库中的内置类同样的操作；如__init__添加属性重写；【重载代码参考homework代码】

对象字面值方法重写：---->实现对象字面值表示，自定义类内部没有重写__str__，因此无法字面值表示
__str__：重写这个方法实现类型转换；

算术运算符重载：只要自定义实例与标准库实例做算术运算，正向反向都需要重载
+:__add__（self，other）other--->right，__radd__(self,lhs) l--->left
注意：当参与运算符的两个对象中，运算符左边的对象内部找不到该运算符的重载方法，
那么会进入运算符右边对象，去查找这个对象的反向运算符方法，如果有对应的反向运算符方法，
则继续执行运算逻辑，否则报错！
-：__sub__,__rsub__
*：__mul__,__rmul__
/：__truediv__,__rtruediv__
//：__floordiv__,__rfloordiv__
**:__pow__,__rpow__
%：__mod__,__rmod__

复合算术运算符重载：rhs只有正向运算符没有反向
+=：__iadd__
  -=：__isub__
  *=：__imul__
  /=：__itruediv__
//=：__ifloordiv__
%=：__imod__
  **=：__ipow__

比较运算符重载：
>:__gt__
<:__It__
>=:__ge__
<=:__le__
==:__eq__
!=:__ne__

in not in 运算符,item
in:__contains__
not in __contains__

数字类型常用方法及重写
__int__
__float__
......

序列类型：
__str__
__setitem__
__len__
__getitem__

5.标准库基类object：

object基类是python3.x新式类采用的默认继承基类，规定了python下每个内置标准库类或自定义类的成员规范，用于承担所有类的实例的创建及销毁功能！

对象构造原理：
__new__是一个静态方法，不会等待类实例化时读取至内存进行空间分配，在类进行定义的过程中完成了内
存空间分配；
一个类得到自己的实例，在自身默认实现__new__，调用基类的object的__new__，将其本身(cls)作为参数
传递给object的__new__中，由object的__new__接收类本身作为参数，为该类创建实例；
也就是说当重写一个类的__new__时，必须返回return object.__new__(cls)
def __new__(cls, *args, **kwargs ):
		return object.__new__(cls)
上述中类的实例已被创建，但该类没有任何属性及方法，下一步由__init__进行初始化

__init__调用时self所接受的方法来自__new__调用完毕后返回的结果（实例，实例来源于object.__new__(cls)返回的）

object总结：
1.继承自object的派生类具有object相似的结构，都有必须得魔术方法、魔术属性；
2.自定义类的实例创建全部由object基类实现好的方法；
3.自定义类不仅可以直接调用object实现好的方法，还可以选择在自身类中重写该方法：多个类同时重写object
基类中的某方法，构成多态；如果重写的方法是一个运算符方法，就形成了运算符重载；
4.无论构造出多么复杂的继承关系，继承最终都会止于object，一定会形成一个有向无环图结构，为新式类设计
的MRO算法实现更方便的管理复杂的多继承结构！

即为更好的实现面向对象思想所有的类默认继承自object基类；

6.元类及自定义元类应用

type就是python中的元类，即创建类的类，称为元类！对于元类而言，它本身也是一个类对象，在python中，所有对象都是由元类创建的，元类也是元类创建的，元类类型type！type(object),返回对象类型，type(name,bases,dict)创建一个新类！

元类创建类对象语法：
new_type = type(name, bases, members)
name:类名，str类型
bases:当前类继承的关系，tuple类型
members:当前类对象初始化成员，dict类型
通过元类创建的的类的类型是type类型；

class 类名 === 类名 = type(传递上述三个参数)
使用元类的目的是限制类的创建行为！
类名()创建实例，是因为元类实现了__call__方法！

2.实现call方法思路：
元类的__call__内部，具备以下三个操作：
A.调用元类创建的实例，自定义类的__new__，自定义类实例化一个空对象
B.调用元类创建的实例，自定义类的__init__，自定类初始化实例对象
c.返回元类创建的实例，自定义类为自身创建并初始化实例的对像

实现一个自定义元类的关键步骤，就是重写元类中的__call__方法；

自定义元类的实现：
第一步普通类继承type，创建出来的类就是自定义元类；
class DemoMetaClass(type):
第二步创建类时如果要使用自定义元类，就通过metaclass关键字参数修改：
class Myclass(object,metaclass = 自定义元类的名称)即DemoMetaClass

——单例模式：实现一个类只能创建一次实例

class SingletonMetaClass(type):
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        '''
        重写call方法，实现单例模式
        :param args:
        :param kwargs:
        :return:
        '''
        if not hasattr(cls, 'instances'):
        #cls.instances = type.__call__(cls)
            cls.instances = super(SingletonMetaClass,cls).__call__(*args,**kwargs)

        print("您已创建该类的实例对象，实例对象为：{}".format(cls.instances))
        return cls.instances

class MyDemo(object,metaclass=SingletonMetaClass):
    pass

元类实现创建的成员均为私有属性：

class MustPrivateMetaClass(type):
    '''
    通过此元类规定每一个自定义类，其内部创建的成员，都是私有成员
    '''
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.instances = super(MustPrivateMetaClass,cls).__call__(*args,**kwargs)

        #实现的限制逻辑
        obj.__dict__ = {
            '_{}__{}'.format(cls. __name__,key):value for key,value in obj.__dict__.items()
        }
        print(obj.__dict__)

        return obj

class MyDemo(object,metaclass=MustPrivateMetaClass):
    def __init__(self):
        self.name = 'jack'
        self.age = '20'

class 元类名称(type):
        def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 步骤1：调用__new__方法创建元类的实例
        # 步骤2：调用__init__方法初始化元类的实例
        
        # 元类实例的限制行为修改逻辑
        
        # 最后：一定一定返回元类的实例
				return 元类的实例