Python基础3：无痛掌握Python编程语言的高级特性

发布时间：2023-05-12

Python 高级特性

一、面向对象编程

Python中支持面向对象编程，通过使用类和对象的概念可以更好地管理和维护复杂的代码。在Python中，我们可以通过定义类来创建新的对象。类可以包含属性和方法，属性是类的属性或对象的属性，方法是类的方法或对象的方法。

1、定义类和对象

定义类时需要使用关键字class，后面跟上类名。类名通常采用首字母大写的命名法。在类中定义方法时，第一个参数必须为self，代表当前对象。定义对象时，需要调用类并将其赋值给变量。

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def bark(self):
        print(self.name + "汪汪叫")
# 创建对象
my_dog = Dog("旺财", 3)
my_dog.bark()

2、继承和多态

Python支持继承和多态，通过继承可以复用已有代码，通过多态可以增加代码的灵活性。

# 定义父类
class Animal:
    def eat(self):
        print("动物正在吃东西")
# 定义子类
class Cat(Animal):
    def eat(self):
        print("猫正在吃鱼")
class Dog(Animal):
    def eat(self):
        print("狗正在啃骨头")
# 多态
def feed_animal(animal):
  animal.eat()
cat = Cat()
dog = Dog()
feed_animal(cat) # 猫正在吃鱼
feed_animal(dog) # 狗正在啃骨头

二、高阶函数

Python中函数是一等公民，支持函数作为参数、函数作为返回值、函数内定义函数等高级特性。

1、函数作为参数

在Python中，我们可以将一个函数作为另一个函数的参数，这种函数被称为高阶函数。常见的高阶函数有map、filter和reduce。

# map函数：将一个列表中的元素映射成另一个列表
def square(x):
    return x * x
result = map(square, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(result)) # [1, 4, 9, 16, 25]
# filter函数：过滤列表中的元素
def is_even(x):
    return x % 2 == 0
result = filter(is_even, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(result)) # [2, 4]
# reduce函数：累积列表中的元素
from functools import reduce
def add(x, y):
    return x + y
result = reduce(add, [1, 2, 3, 4, 5])
print(result) # 15

2、函数作为返回值

在Python中，我们可以在一个函数内部定义另一个函数，并将其作为返回值。这种函数被称为闭包。

def calc_power(n):
    def inner(x):
        return x ** n
    return inner
square = calc_power(2)
print(square(3)) # 9

三、装饰器

Python中的装饰器是一种特殊的函数，用于修改其他函数的行为。常见的装饰器包括@staticmethod、@classmethod和@property。

1、@staticmethod装饰器

@staticmethod是一个静态方法装饰器，用于定义与类无关的函数。在静态方法中不需要引用任何类属性或方法。

class Calculator:
    @staticmethod
    def add(x, y):
        return x + y
print(Calculator.add(1, 2)) # 3

2、@classmethod装饰器

@classmethod是一个类方法装饰器，用于定义与特定类相关的函数。类方法的第一个参数必须为cls，代表当前类。

class Person:
    age = 25
    @classmethod
    def getAge(cls):
        return cls.age
print(Person.getAge()) # 25

3、@property装饰器

@property是一个属性装饰器，用于将一个函数转换为只读属性。当访问该属性时，会自动调用该函数。

class Person:
    def __init__(self, age):
        self._age = age
    @property    
    def age(self):
        return self._age
p = Person(25)
print(p.age) # 25

四、异步编程

Python支持异步编程，通过使用async和await关键字可以轻松实现异步编程。异步编程可以提高程序的效率和响应速度。

1、异步函数

异步函数使用async关键字定义，可以将其看作一个协程（coroutine）。在异步函数中可以使用await关键字等待其他协程或异步任务的完成。

import asyncio
async def hello():
    print("Hello")
    await asyncio.sleep(1)
    print("world")
await hello() # Hello\n（等待1s）\nworld

2、异步上下文管理器

异步上下文管理器使用async关键字定义，通过实现__aenter__和__aexit__方法来支持在异步上下文中使用with语句。

class AsyncFile:
    def __init__(self, file):
        self.file = file
    async def __aenter__(self):
        self.handle = await asyncio.to_thread(open, self.file, 'r')
        return self.handle
    async def __aexit__(self, exc_type, exc, tb):
        await asyncio.to_thread(self.handle.close)
async with AsyncFile('file.txt') as f:
    print(await asyncio.to_thread(f.read))

以上就是Python基础3的一些高级特性。通过了解以上内容，我们可以更好地管理和维护代码，提高程序的效率和可读性。

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