正版 Python面向对象编程指南 [美]Steven F.Lott 人民邮电出版社

第1部分 用特殊方法实现Python风格的类 ..... 1
第1章 __init__()方法 .... 5
1.1 隐式的基类——object 5
1.2 基类中的__init__()方法 ....... 6
1.3 在基类中实现__init__()方法 ......... 7
1.4 使用__init__()方法创建常量清单 . 8
1.5 通过工厂函数调用__init__() ......... 9
1.5.1 错误的工厂设计和模糊的else语句 ......... 10
1.5.2 使用elif简化设计来获得一致性 ... 11
1.5.3 使用映射和类来简化设计 ..... 11
1.6 在每个子类中实现__init__()方法 ......... 14
1.7 简单的组合对象 ........ 16
1.7.1 封装集合类 ........ 16
1.7.2 扩展集合类 ........ 17
1.7.3 可适应更多需求的另一种设计 ....... 17
1.8 复合的组合对象 ........ 18
1.9 不带__init__()方法的无状态对象 ......... 19
1.10 一些其他的类定义 .. 20
1.11 多策略的__init__()方法.... 22
1.11.1 更复杂的初始化方式 . 23
1.11.2 静态函数的初始化 ..... 24
1.12 更多的__init__()技术 ....... 24
1.12.1 带有类型验证的初始化 ....... 26
1.12.2 初始化、封装和私有化 ....... 28
1.13 总结 ....... 29
2 目录
第2章 与Python无缝集成——基本特殊方法 ......... 30
2.1 __repr__()和__str__()方法.. 30
2.1.1 非集合对象的__str__()和__repr__() ......... 31
2.1.2 集合中的__str__()和__repr__() ....... 32
2.2 __format__()方法 ....... 33
2.2.1 内嵌格式规范..... 34
2.2.2 集合和委托格式规范 ... 35
2.3 __hash__()方法 35
2.3.1 决定哈希的对象 . 36
2.3.2 有关不可变对象和继承的默认行为 ......... 37
2.3.3 重载不可变对象 . 39
2.3.4 重载可变对象..... 40
2.3.5 从可变的Hand类中生成一个不可变的Hand类 ........ 41
2.4 __bool__()方法 43
2.5 __bytes__()方法 ......... 44
2.6 比较运算符方法 ........ 45
2.6.1 设计比较运算..... 47
2.6.2 实现同一个类的对象比较 ..... 48
2.6.3 实现不同类的对象比较 ......... 49
2.6.4 硬总和、软总和及多态 ......... 50
2.6.5 不同类比较的例子 ....... 51
2.7 __del__()方法 ... 53
2.7.1 引用计数和对象销毁 ... 54
2.7.2 循环引用和垃圾回收 ... 55
2.7.3 循环引用和weakref模块 ...... 56
2.7.4 __del__()和close()方法 ......... 58
2.8 __new__()方法和不可变对象 ...... 58
2.9 __new__()方法和元类型 .... 59
2.9.1 元类型示例1——有序的属性 ........ 60
2.9.2 元类型示例2——自引用 ...... 61
2.10 总结 ....... 64
第3章 属性访问、特性和修饰符 .. 66
3.1 属性的基本操作 ........ 66
3.2 创建特性 68
3.2.1 主动计算特性..... 70
3.2.2 setter和deleter特性 .... 71
目录 3
3.3 使用特殊方法完成属性访问 ....... 72
3.3.1 使用__slots__创建不可变对象 ....... 73
3.3.2 使用tuple子类创建不可变对象 ..... 74
3.3.3 主动计算的属性 . 75
3.4 __getattribute__()方法 ......... 77
3.5 创建修饰符 ...... 78
3.5.1 使用非数据修饰符 ....... 80
3.5.2 使用数据修饰符 . 81
3.6 总结、设计要素和折中方案 ....... 83
3.6.1 特性与属性对比 . 83
3.6.2 修饰符的设计..... 84
3.6.3 展望 84
第4章 抽象基类设计的一致性 ....... 85
4.1 抽象基类 85
4.2 基类和多态 ...... 87
4.3 可调用对象 ...... 88
4.4 容器和集合 ...... 88
4.5 数值类型 89
4.6 其他的一些抽象基类 90
4.6.1 迭代器的抽象基类 ....... 90
4.6.2 上下文和上下文管理器 ......... 91
4.7 abc模块 .. 92
4.8 总结、设计要素和折中方案 ....... 93
第5章 可调用对象和上下文的使用 ........ 95
5.1 使用ABC可调用对象来进行设计 ...... 95
5.2 提高性能 97
5.3 使用functools完成记忆化 99
5.4 可调用API和复杂性 ....... 100
5.5 管理上下文和with语句 .. 102
5.5.1 使用小数上下文 ......... 103
5.5.2 其他上下文 ...... 104
5.6 定义__enter__()和__exit__()方法 ....... 104
5.7 上下文管理器工厂 .. 105
5.8 总结 ....... 107
5.8.1 可调用对象的设计要素和折中方案 ....... 108
5.8.2 上下文管理器的设计要素和折中方案 ... 108
4 目录
5.8.3 展望 ........ 109
第6章 创建容器和集合 ....... 110
6.1 集合的抽象基类 ...... 110
6.2 特殊方法示例 111
6.3 使用标准库的扩展 .. 112
6.3.1 namedtuple()函数 ....... 112
6.3.2 deque类 .. 114
6.3.3 使用ChainMap . 115
6.3.4 OrderedDict集合 ........ 116
6.3.5 defaultdict子类 118
6.3.6 counter集合...... 119
6.4 创建新集合 .... 120
6.5 定义一种新的序列 .. 121
6.5.1 一个用于统计的list ... 122
6.5.2 主动计算和延迟计算 . 122
6.5.3 使用__getitem__()、__setitem__()、__delitem__()和slice操作 .. 125
6.5.4 实现__getitem__()、__setitem__()和__delitem__() ... 126
6.5.5 封装list和委托 127
6.5.6 用__iter__()创建迭代器 ....... 129
6.6 创建一种新的映射 .. 129
6.7 创建一种新的集合 .. 131
6.7.1 一些设计原则... 132
6.7.2 定义Tree类 ..... 132
6.7.3 定义TreeNode类 ....... 133
6.7.4 演示二叉树集合 ......... 136
6.8 总结 ....... 136
6.8.1 设计要素和折中方案 . 137
6.8.2 展望 ........ 138
第7章 创建数值类型 . 139
7.1 numbers的抽象基类 ......... 139
7.1.1 决定使用哪种类型 ..... 141
7.1.2 方法解析和运算符映射 ....... 141
7.2 算术运算符的特殊方法 ... 142
7.3 创建一个数字类 ...... 144
7.3.1 FixedPoint的初始化 .. 144
7.3.2 定义固定小数点位数的二进制算术运算符 ..... 146
目录 5
7.3.3 定义FixedPoint一元算术运算符 . 148
7.3.4 实现FixedPoint反向运算符 ......... 148
7.3.5 实现FixedPoint比较运算符 ......... 150
7.4 计算一个数字的哈希值 ... 152
7.5 实现其他的特殊方法 ........ 153
7.6 原地运算符的优化 .. 154
7.7 总结 ....... 155
7.7.1 设计要素和折中方案 . 155
7.7.2 展望 ........ 155
第8章 装饰器和mixin——横切方面 ... 156
8.1 类和描述 ........ 156
8.1.1 创建函数 157
8.1.2 创建类 .... 158
8.1.3 一些类设计原则 ......... 159
8.1.4 面向方面编程... 159
8.2 使用内置的装饰器 .. 160
8.3 使用标准库中的mixin类 161
8.3.1 使用上下文管理器的mixin类 ..... 162
8.3.2 禁用类的一个功能 ..... 163
8.4 写一个简单的函数装饰器 ......... 164
8.5 带参数的装饰器 ...... 166
8.6 创建方法函数装饰器 ........ 167
8.7 创建类装饰器 169
8.8 向类中添加方法函数 ........ 170
8.9 将装饰器用于安全性 ........ 172
8.10 总结 ..... 173
8.10.1 设计要素和折中方案 ......... 173
8.10.2 展望 ...... 174
第2部分 持久化和序列化 ... 175
第9章 序列化和保存——JSON、YAML、Pickle、CSV和XML 178
9.1 持久化、类、状态以及数据表示 ....... 179
9.2 文件系统和网络的考虑 ... 180
9.3 定义用于持久化的类 ........ 181
9.4 使用JSON进行转储和加载...... 184
9.4.1 在类中支持JSON ...... 185
6 目录
9.4.2 自定义JSON编码 ..... 186
9.4.3 自定义JSON解码 ..... 188
9.4.4 安全性和eval() 189
9.4.5 重构编码函数... 189
9.4.6 日期字符串的标准化 . 190
9.4.7 将JSON写入文件 ..... 191
9.5 使用YAML进行转储和加载 .... 192
9.5.1 YAML文件的格式化 193
9.5.2 扩展YAML的表示 ... 194
9.5.3 安全性与安全加载 ..... 196
9.6 使用pickle进行转储和加载. 196
9.6.1 针对可靠的pickle处理进行类设计 ....... 197
9.6.2 安全性和全局性问题 . 199
9.7 转储和加载CSV ..... 200
9.7.1 将简单的序列转储为CSV .. 200
9.7.2 从CSV文件中加载简单的序列 ... 201
9.7.3 处理集合与复杂的类 . 202
9.7.4 在一个CSV文件中转储并从多类型的行中加载数据 ....... 203
9.7.5 使用迭代器筛选CSV中的行 ....... 204
9.7.6 从CSV文件中转储和加载连接的行 ..... 205
9.8 使用XML转储和加载 ..... 207
9.8.1 使用字符串模板转储对象 ... 208
9.8.2 使用xml.etree.ElementTree转储对象 .... 209
9.8.3 加载XML文档 210
9.9 总结 ....... 211
9.9.1 设计要素和折中方案 . 211
9.9.2 模式演化 212
9.9.3 展望 ........ 213
第10章 用Shelve保存和获取对象 ....... 214
10.1 分析持久化对象用例 ..... 215
10.2 创建shelf...... 216
10.3 设计适于存储的对象 ..... 217
10.3.1 为我们的对象设计键 ......... 217
10.3.2 为对象生成代理键 ... 218
10.3.3 设计一个带有简单键的类 . 218
10.3.4 为容器和集合设计类 ......... 220
10.3.5 用外键引用对象 ....... 220
目录 7
10.3.6 为复杂对象设计CRUD操作 ...... 222
10.4 搜索、扫描和查询 223
10.5 为shelve设计数据访问层 ....... 224
10.6 用索引提高性能 .... 227
10.7 有关更多的索引维护工作 ....... 230
10.8 用writeback代替更新索引 ..... 232
10.9 总结 ..... 233
10.9.1 设计要素和折中方案 ......... 233
10.9.2 应用软件层..... 234
10.9.3 展望 ...... 234
第11章 用SQLite保存和获取对象 ..... 235
11.1 SQL数据库、持久化和对象 ... 235
11.1.1 SQL数据模型—行和表 236
11.1.2 使用SQL的DML语句完成CRUD .... 238
11.1.3 使用SQL中SELECT语句执行查询 ... 240
11.1.4 SQL事务和ACID属性 .... 240
11.1.5 设计数据库中的主键和外键 ....... 242
11.2 使用SQL处理程序中的数据.. 243
11.3 从Python对象到SQLite BLOB列的映射 245
11.4 手动完成从Python对象到数据库中行的映射 ... 247
11.4.1 为SQLite设计一个访问层 ......... 248
11.4.2 实现容器的关系 ....... 251
11.5 使用索引提高性能 252
11.6 添加ORM层 ......... 252
11.6.1 设计ORM友好的类 253
11.6.2 使用ORM层创建模型 ...... 255
11.6.3 使用ORM层操作对象 ...... 256
11.7 通过指定标签字符串查询文章对象 . 258
11.8 通过创建索引提高性能.. 259
11.9 总结 ..... 261
11.9.1 设计要素和折中方案 ......... 261
11.9.2 映射的方法 ..... 261
11.9.3 键和键的设计 . 262
11.9.4 应用软件层 ..... 262
11.9.5 展望 ....... 262
8 目录
第12章 传输和共享对象 ..... 263
12.1 类、状态和表示 .... 263
12.2 用HTTP和REST传输对象 ... 264
12.2.1 用REST实现CRUD操作 264
12.2.2 实现非CRUD操作 . 265
12.2.3 REST协议和ACID . 266
12.2.4 选择一种表示方法—JSON、XML或者YAML . 266
12.3 实现一个REST服务器——WSGI和mod_wsgi ......... 267
12.3.1 创建简单的REST应用程序和服务器 . 267
12.3.2 实现REST客户端 ... 270
12.3.3 演示RESTful服务并创建单元测试 ..... 271
12.4 使用可回调类创建WSGI应用程序 272
12.4.1 设计RESTful对象标识符 274
12.4.2 多层REST服务 ....... 275
12.4.3 创建roulette服务器 279
12.4.4 创建roulette客户端 280
12.5 创建安全的REST服务 .. 281
12.6 用Web应用程序框架实现REST ..... 284
12.7 用消息队列传输对象 ..... 285
12.7.1 定义进程 ........ 286
12.7.2 创建队列和提供数据 ......... 287
12.8 总结 ..... 289
12.8.1 设计要素和折中方案 ......... 289
12.8.2 模式演变 ........ 289
12.8.3 应用程序软件层次 ... 290
12.8.4 展望 ...... 290
第13章 配置文件和持久化 . 291
13.1 配置文件的使用场景 ..... 291
13.2 表示、持久化、状态和可用性 ......... 293
13.2.1 应用程序配置的设计模式 . 293
13.2.2 使用对象的构造完成配置 . 294
13.2.3 实现具有层次结构的配置 . 295
13.3 使用INI文件保存配置 .. 296
13.4 使用eval()完成更多的文字处理 ...... 299
13.5 使用PY文件存储配置 .. 299
13.5.1 使用类定义进行配置 ......... 300
目录 9
13.5.2 通过SimpleNamespace进行配置 ......... 301
13.5.3 在配置中使用Python的exec() .. 304
13.6 为什么执行exec()没有问题 .... 305
13.7 为默认值和重写使用链映射 ... 306
13.8 使用JSON或YAML文件存储配置 307
13.8.1 使用压平的JSON配置 ..... 309
13.8.2 加载YAML配置 ..... 310
13.9 使用特性文件存储配置 . 311
13.9.1 解析特性文件. 312
13.9.2 使用特性文件. 314
13.10 使用XML文件——PLIST以及其他格式保存配置 . 315
13.11 总结 ... 318
13.11.1 设计要素和折中方案 ....... 318
13.11.2 创建共享配置 ......... 319
13.11.3 模式演化 ....... 319
13.11.4 展望 ..... 319
第3部分 测试、调试、部署和维护 ...... 321
第14章 Logging和Warning模块 ....... 324
14.1 创建基本日志 ........ 324
14.1.1 创建共享的类级记录器 ..... 325
14.1.2 配置日志记录器 ....... 326
14.1.3 开始和关闭日志记录系统 . 326
14.1.4 使用命名的日志记录器 ..... 328
14.1.5 扩展日志等级. 329
14.1.6 定义指向多个目标输出的handler ........ 329
14.1.7 管理传播规则. 331
14.2 理解配置 ...... 332
14.3 为控制、调试、审计和安全创建专门的日志 .... 332
14.3.1 创建调试日志. 334
14.3.2 创建审计和安全日志 ......... 335
14.4 使用warnings模块 ......... 337
14.4.1 用警告信息显示API变化 337
14.4.2 用警告信息显示配置问题 . 338
14.4.3 用警告信息显示可能存在的软件问题 . 339
14.5 高级日志——最后一些信息和网络目标地址 .... 340
14.5.1 创建自动的tail缓冲区 ...... 340
10 目录
14.5.2 发送日志消息到远程的进程 ....... 342
14.5.3 防止队列溢出. 345
14.6 总结 ..... 346
14.6.1 设计要素和折中方案 ......... 346
14.6.2 展望 ...... 347
第15章 可测试性的设计 ..... 348
15.1 为测试定义并隔离单元 . 348
15.1.1 最小化依赖..... 349
15.1.2 创建简单的单元测试 ......... 351
15.1.3 创建一个测试组件 ... 352
15.1.4 包含边界值测试 ....... 353
15.1.5 为测试模仿依赖 ....... 354
15.1.6 为更多的行为使用更多的模仿对象 ..... 357
15.2 使用doctest来定义测试用例 .. 357
15.2.1 将doctest与unittest相结合 ........ 360
15.2.2 创建一个更完整的测试包 . 360
15.3 使用安装和卸载 .... 361
15.3.1 使用OS资源进行安装和卸载 .... 362
15.3.2 结合数据库进行安装和卸载 ....... 363
15.4 TestCase的类层次结构 .. 366
15.5 使用外部定义的期望结果 ....... 367
15.6 自动化集成和性能测试 . 370
15.7 总结 ..... 371
15.7.1 设计要素和折中方案 ......... 372
15.7.2 展望 ...... 372
第16章 使用命令行 ... 373
16.1 操作系统接口和命令行 . 373
16.2 用argparse解析命令行 .. 375
16.2.1 简单的on/off选项 ... 376
16.2.2 带参数选项..... 377
16.2.3 位置参数 ........ 377
16.2.4 所有其他参数. 377
16.2.5 --version的显示和退出 ..... 378
16.2.6 --help的显示和退出 378
16.3 集成命令行选项和环境变量 ... 378
16.3.1 提供更多的可配置默认值 . 379
目录 11
16.3.2 用环境变量覆盖配置文件设置 ... 380
16.3.3 用配置文件覆盖环境变量 . 381
16.3.4 让配置文件理解None ....... 381
16.4 自定义帮助文档的输出 . 382
16.5 创建顶层main()函数 ...... 383
16.5.1 确保配置遵循DRY原则 .. 385
16.5.2 管理嵌套的配置上下文 ..... 385
16.6 大规模程序设计 .... 386
16.6.1 设计命令类..... 386
16.6.2 添加用于分析的命令子类 . 388
16.6.3 向应用程序中添加更多的功能 ... 389
16.6.4 设计更高级的复合命令 ..... 389
16.7 其他的复合命令设计模式 ....... 391
16.8 与其他应用程序集成 ..... 392
16.9 总结 ..... 392
16.9.1 设计要素和折中方案 ......... 393
16.9.2 展望 ...... 393
第17章 模块和包的设计 ..... 394
17.1 设计一个模块 ........ 394
17.1.1 一些模块设计的方法 ......... 395
17.1.2 模块和类 ........ 396
17.1.3 模块中应该包含的内容 ..... 397
17.2 全局模块和模块项 398
17.3 包的设计 ...... 399
17.3.1 包与模块的混合设计 ......... 400
17.3.2 使用多种实现进行包的设计 ....... 401
17.4 主脚本和__main__模块的设计 ......... 402
17.4.1 创建可执行脚本文件 ......... 402
17.4.2 创建__main__模块 ... 403
17.4.3 大规模编程..... 403
17.5 设计长时间运行的应用 . 404
17.6 使用src、bin和test来组织代码 ..... 406
17.7 安装Python模块 .. 407
17.8 总结 ..... 408
17.8.1 设计要素和折中方案 ......... 408
17.8.2 展望 ...... 408
12 目录
第18章 质量和文档 ... 409
18.1 为help()函数编写docstrings ... 409
18.2 用pydoc编写文档 410
18.3 通过RST标记提供更好的输出 ....... 411
18.3.1 文本块 .. 412
18.3.2 RST内联标记 413
18.3.3 RST指令 ........ 414
18.3.4 学习RST ........ 415
18.4 编写有效的文档字符串 . 415
18.5 编写文件级别的文档字符串——包括模块和包 416
18.5.1 用RST标记编写详细的API文档 ....... 417
18.5.2 编写类和方法函数的文档字符串 ......... 419
18.5.3 编写函数文档字符串 ......... 420
18.6 更复杂的标记技术 420
18.7 用Sphinx生成文档 ........ 421
18.7.1 使用Sphinx的快速启动 ... 421
18.7.2 编写Sphinx文档 ..... 423
18.7.3 在文档中加入4+1视图 .... 424
18.7.4 编写实现文档. 425
18.7.5 用Sphinx创建交叉引用 ... 426
18.7.6 将Sphinx文件重构为目录 ......... 427
18.8 编写文档 ...... 427
18.9 大纲式编程 .. 428
18.9.1 大纲式编程用例 ....... 428
18.9.2 使用大纲式编程工具 ......... 429
18.10 总结 ... 432

Steven F. Lott的编程生涯开始于20世纪70年代，那时候计算机体积很大、昂贵并且很好少见。作为软件工程师和架构师，他参与了100多个不同规模的项目研发。在使用Python解决业务问题方面，他已经有10多年的经验了。 Steven目前是自由职业者，居住在美国东海岸。他的技术博客是：http://slott-softwarearchitect. blogspot.com。

Python是一种面向对象、解释型的程序设计语言，它已经被成功应用于科学计算、数据分析以及游戏开发等诸多领域。
本书深入介绍Python语言的面向对象特性，全书分3个部分共18章。第1部分讲述用特殊方法实现Python风格的类，分别介绍了__init__()方法、与Python无缝集成—基本特殊方法、属性访问和特性及修饰符、抽象基类设计的一致性、可调用对象和上下文的使用、创建容器和集合、创建数值类型、装饰器和mixin—横切方面；第2部分讲述持久化和序列化，分别介绍了序列化和保存、用Shelve保存和获取对象、用SQLite保存和获取对象、传输和共享对象、配置文件和持久化；第3部分讲述测试、调试、部署和维护，分别介绍了Logging和Warning模块、可测试性的设计、使用命令行、模块和包的设计、质量和文档。
本书深入剖析Python，帮助读者全面掌握Python并构建出更好的应用程序，非常适合对Python语言有一定了解并想要深入学习Python的读者，也适合有一定开发经验并且想要尝试使用Python语言进行编程的IT从业人员。

本书致力于深入讲解Python语言的特性，通过丰富、强大的代码示例为读者循序渐进地讲解如何编写高质量的Python代码。本书可谓是成就Python编程高手的之选。本书通过实际的例子对Python中面向对象编程的理念进行介绍。针对所有可用于和Python内置功能进行无缝结合的特殊方法，本书都提供了详细示例，并且介绍了如何使用JSON、YAML、Pickle、CSV、XML、Shelve和SQL来创建持久化对象以及在进程间传输对象。本书还介绍了Logging和Warning模块、单元测试、配置文件以及如何使用命令行。本书主要分为3个部分：用特殊方法实现Python风格的类；持久化和序列化；测试、调试、部署和维护。特殊方法部分又分为：初始化方法、基本特殊方法、属性访问、可调用对象、上下文、容器、集合、数值，以及装饰器和mixin类等技术。本书示例丰富，通过诸多实际的例子对Python中面向对象编程的理念进行介绍，有利于读者更好地掌握Python的特性，编写成更好的实际应用程序。