Tema 2 Orientación a Objetos
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- Domingo Rubio Mendoza
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1 Tema 2 Orientación a Objetos Curso de Python Avanzado Juan Pedro Boĺıvar Puente Instituto de Astrofísica de Andalucía Mayo de 2011 Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
2 Índice 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
3 Índice Objetos 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
4 Objetos Objetos Definición clásica Objeto = Estado (Atributos) + Comportamiento (Funciones) Como las funciones son valores normales, simplificamos... Objeto = Conjunto de Atributos Pensad en un diccionario al que se accede mediante el operador. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
5 Objetos en Python Objetos Todo es un objeto 1 Valores simples 2 Clases 3 Funciones 4 Módulos (123). class zip. class list. class import os; print os. class print print print Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
6 Índice Clases 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
7 Clases en Python Clases Todo objeto tiene clase Sintáxis Clase = Arquetipo del objeto. class Clase (Base1, Base2,...): < sentencia1 >... Las sentencias que definen nombres (def, class, =) los instalan en la clase. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
8 Instanciación Clases Clase = función Ejecutar clase = Instanciación Produce un nuevo valor. El objeto tiene los mismos atributos que la clase salvo el operador () (...aprox...) Inicializa el objeto con el método init Le pasa objeto + parámetros a la clase. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
9 Clases Paréntesis terminológico Función: Función libre. def funcion (...):... Método: Función asociada a un objeto. class UnaClase ( object ): def metodo (self,...):... Primer parametro es la instancia. self por convención. uan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
10 Clases Paréntesis metodológico Python 2.2 New style classes Muchas cosas sólo funcionan con ellas. super, slots, propiedades,... Heredar siempre de object. Mal class Base : pass class Deriv ( Base ): pass Bien class Base ( object ): pass class Deriv ( Base ): pass Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
11 Ejemplo... Clases Definiendo una clase class Foo ( object ): un_atributo = 3 def init (self, otro = None ): self. otro_atributo = otro def metodo ( self ): print " Metodo de: ", self Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
12 Ejemplo... Clases Usando la clase... obj = Foo () print obj print obj. un_atributo print obj. otro_atributo obj = Foo (10) print obj. otro_atributo obj. un_atributo = 15 print obj. un_atributo print Foo. un_atributo obj. metodo () Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
13 Índice Atributos 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
14 Atributos Atributos Los atributos pueden añadirse, borrarse, modificarse, en cualquier momento obj. nuevo_atributo = 2 print obj. nuevo_atributo del obj. nuevo_atributo print hasattr ( obj, nuevo_atributo ) obj. metodo = 3 print obj. metodo () Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
15 Acceso atributos Atributos Funciones de acceso sirven para... Saltarnos las reglas de identificadores. Generar dinamicamente nombre atributos. getattr (obj, atributo) Acceder al atributo en obj. setattr (obj, atributo, valor) Establecer atributo en obj. delattr (obj, atributo) Borrar atributo en obj Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
16 Ejemplo... Atributos Operaciones de acceso class Bar ( object ): def func_one ( self ): print " Primera funcion." def func_two ( self ): print " Segunda funcion." Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
17 Ejemplo... Atributos Operaciones de acceso obj = Bar () from random import choice cadena = choice ([ one, two ]) getattr (obj, func_ + cadena ) () setattr (obj, una cosa!, 123) print getattr (obj, una cosa! ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
18 Índice Encapsulación 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
19 Encapsulación Encapsulación Idea Interfaz Implementación No exponer atributos (mantenibilidad) Mientras tanto en Python... Todo es público Por convención, lo privado empieza por Ejemplo: self. atributo Atributos intercambiables por metodos Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
20 Encapsulación... Encapsulación Python no es Java! No hacer setters y getters class BadExample ( object ): _data = None def set_data ( self, data ): self. _data = data def get_data ( self ): return self. _data Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
21 Propiedades Encapsulación En Python, un atributo puede ser público si ha de ser accederse desde fuera Ejemplo version 1 class GoodExample ( object ): data = None obj = GoodExample () obj. data = 3 print obj. data Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
22 Propiedades... Encapsulación Al cambiar los requisitos, usamos: property([fget[, fset[, fdel[, doc]]]]) Ejemplo version 2 class GoodExample ( object ): _data = None def _set_data ( self, value ): print " Setting data " self. _data = value def _get_data ( self ): print " Getting data " return self. _data data = property ( _get_data, _set_data ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
23 Índice Herencia 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
24 Herencia Herencia Una clase puede... Heredar los atributos de su padre. Sobrecargar (redefinir) los atributos de su padre. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
25 Ejemplo... Herencia Terminología Clase base clase derivada Super-clase sub-clase class Base ( object ): def method ( self ): print " base. method ()" def other ( self ): print " base. other ()" class Deriv ( Base ): def method ( self ): print " deriv. method ()" Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
26 Ejemplo... Herencia Substituibilidad... def invoca_metodo ( obj ): obj. metodo () obj = Base () obj. method () obj. other () invoca_metodo ( obj ) obj = Deriv () obj. method () obj. other () invoca_metodo ( obj ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
27 Herencia Recordemos: duck typing No hace falta herencia para tener substituibilidad! invoca metodo depende de method no de Base class Otra ( object ): def method ( self ): print " otra. method ()" obj = Otra () invoca_metodo ( obj ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
28 Índice Herencia múltiple 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
29 Herencia múltiple Herencia múltiple Podemos heredar de varios padres Sobrecarga Abajo arriba Izquierda derecha Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
30 Ejemplo... Herencia múltiple Los padres... class A ( object ): def method ( self ): print "A. method " class B ( object ): def method ( self ): print "B. method " Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
31 Ejemplo... Herencia múltiple Los padres... class Mix1 (A, B): pass class Mix2 (A, B): def method ( self ): print " Mix. method " Mix1 (). method () Mix2 (). method () Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
32 Herencia múltiple Constructores y herencia Si sobrecargamos el constructor hay que llamar al constructor del padre Pero no así! class Deriv ( Base ): def init ( self ): Base. init ( self )... Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
33 Herencia múltiple El problema del diamante... class Base ( object ): def init ( self ): self.x = 0 class A ( Base ): def init ( self ): Base. init ( self ) self.x = 7 class B ( Base ): pass class Deriv (A, B): def init ( self ): A. init ( self ) B. init ( self ) print Deriv (). x uan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
34 Herencia múltiple Solución: super! super (clase, objeto) devuelve un proxy de objeto con la clase siguiente más próxima. Reglas clase siguiente (algoritmo C3) A está más arriba que B A sigue a B A está más a la derecha que B A sigue a B Ejemplo del diamante >>> print Deriv. mro ( Deriv, A, B, Base, object ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
35 Herencia múltiple El problema de la linearización dinámica... Casi pero no! class Base ( object ): def init ( self ): self.x = 0 class A ( Base ): def init ( self ): super (A, self ). init () self.x = 7 class B ( Base ): pass class Deriv (A, B): def init ( self ): super ( Deriv, self ). init () print Deriv (). x uan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
36 Herencia múltiple El problema de la linearización dinámica... No sabemos qué tipo tiene super! class Base ( object ): def init ( self ): print " Base. init " class OtraBase ( object ): def init ( self ): print " OtraBase. init " class Deriv ( Base, OtraBase ): def init ( self ): print " Deriv. init " super (Deriv, self ). init () Deriv () Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
37 Herencia múltiple El problema de la linearización dinámica... Llamamos a super aunque sólo heredemos de object class Base ( object ): def init ( self ): print " Base. init " super (Base, self ). init () class OtraBase ( object ): def init ( self ): print " OtraBase. init " super ( OtraBase, self ). init () class Deriv ( Base, OtraBase ): def init ( self ): print " Deriv. init " super (Deriv, self ). init () Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
38 Herencia múltiple Qué pasa con los parámetros? class Base ( object ): def init (self, param ): super (Base, self ). init () self. param = param class Deriv ( Base ): def init ( self ): super (Deriv, self ). init (?!?!? ) Base necesita un parametro. Deriv lo sabe pero no sabe quién es super. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
39 Herencia múltiple Qué pasa con los parámetros? Usamos siempre parámetros por clave. Siempre redireccionamos las sobras. class Base ( object ): def init (self, param =None, *a, **k): super (Base, self ). init (*a, **k) assert param is not None self. param = param class Deriv ( Base ): def init (self, *a, **k): super (Deriv, self ). init ( param =3, *a, **k) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
40 Moraleja... Herencia múltiple 1 Decidir las restricciones de diseño. Herencia múltiple? Qué pueden sobrecargar las subclases? 2 Definir convenciones en consecuencia. Una convención universal... 1 object siempre en la base. 2 Llamar siempre al constructor de super 3 Usar siempre parámetros por clave en el constructor. 4 Reenviar siempre los parámetros sobrantes a super. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
41 Es decir... Herencia múltiple Una convención universal... 1 object siempre en la base. 2 Llamar siempre al constructor de super 3 Usar siempre parámetros por clave en el constructor. 4 Reenviar siempre los parámetros sobrantes a super. Memorizad esto a fuego! def UnaClase (...): def init (self, param1 =None,...,*a,** k): super ( UnaClase, self ). init (...,*a,** k)... Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
42 Índice Objetos ligeros 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
43 Objetos ligeros Objetos ligeros Los objetos son pesados! 1 La mayor parte del peso se va en el diccionario 2 Lo evitamos prefijando los atributos... Atributo prefijado = Slots! Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
44 Usando slots Objetos ligeros Definir slots con una secuencia de cadenas Objeto pesado... class Point ( object ): def init (self, x=0, y=0,... super (Point, self ). init... self.x = x self.y = y Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
45 Usando slots Objetos ligeros Definir slots con una secuencia de cadenas Objeto ligero... class Point ( object ): slots = x, y def init (self, x=0, y=0,... super (Point, self ). init... self.x = x self.y = y Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
46 Objetos ligeros Limitaciones de los slots Acceder a otro elemento produce error No se pueden heredar clases con y sin slots. Usar cuando número de instancias > 10 6 obj = Point (1, 2) print obj.x, obj.y try: obj.z = 3 except AttributeError, e: print repr (e) uan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
47 Índice Métodos especiales 1 Objetos 2 Clases 3 Atributos 4 Encapsulación 5 Herencia 6 Herencia múltiple 7 Objetos ligeros 8 Métodos especiales Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
48 Métodos especiales Métodos especiales Atributos con forma metodo Métodos especiales Ya hemos visto init, slots Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
49 Métodos especiales Representación de objetos str (self) Da una representación legible por humanos Se invoca con str (...) repr (self) Da una representación sintácticamente Python Si no es posible: <...> Se invoca con repr (...) print primero intenta str luego repr Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
50 Aritmética Métodos especiales add radd iadd (self, other) Devuelve un nuevo objeto Se invoca con a + b (self, other) Devuelve un nuevo objeto Se invoca con a + b cuando a no tiene suma (self, other) Guarda el resultado en self Se invoca con a += b Hay muchos otros... sub mul floordiv div pow mod divmod and or xor Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
51 Métodos especiales import os class MyPath ( object ): def init (self, sep =os.sep, *a, **k): super ( MyPath, self ). init (** k) self. sep = sep self. _str = self. sep. join (a) def rdiv (self, other ): return MyPath ( other, self. _str ) def div (self, other ): return MyPath ( self._str, other ) def idiv (self, other ): self. _str = self. sep. join ( ( self._str, str ( other ))) return self def str ( self ): return self. _str Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
52 Ejemplo... Métodos especiales p = MyPath ( raskolnikov ) print p p = / home / p print p p /= dev print p p = p / curso / 03- objetos print p Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
53 Comparadores Métodos especiales Comparadores ricos gt (>=) ge (>) eq (==) ne (! =) lt (<) le (<=) Son operadores binarios, reciben (self, other) Comparador genérico cmp (self, other) es llamado por defecto: 0 sii self == other < 0 sii self < other > 0 sii self > other Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
54 Métodos especiales Estructuras de datos getitem (self, key) Se llama con obj[...] setitem (self, key, val) Se llama con obj[...]=val delitem (self, key) Se llama con del obj[...] contains (self, item) Se llama con item in obj[...] len (self, item) Se llama con len (obj) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
55 Acceso atributos Métodos especiales Permiten sobrecargar el operador. getattr (self, key) Se llama con obj.key Sii key obj. dict getattribute (self, key) Se llama con obj.key (casi) siempre setattr (self, key, val) Se llama con obj.key = val delattr (self, key) Se llama con del obj.key Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
56 Ejemplo... Métodos especiales Proxy genérico class Proxy ( object ): def init (self, proxied =None, *a,** k): super (Proxy, self ). init (*a,** k) self. proxied = proxied def getattr (self, key ): return getattr ( self. proxied, key ) a = Proxy ( list ()) a. append (1) print a print a. proxied Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
57 Functores Métodos especiales Functor = Objeto que se comporta como una función Sobrecarga el operador call (self, parametros como funcion...) Podemos comprobar si un objeto es un ejecutable con callable (obj) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
58 Un ejemplo Métodos especiales class Contador ( object ): def init (self, inic =0, *a,** k): super ( Contador, self ). init (*a,** k) self. cuenta = inic def call ( self ): actual = self. cuenta self. cuenta += 1 return actual cnt = Contador () print cnt () print cnt () print callable ( cnt ) Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
59 Métodos especiales Recursos adicionales Introduction to Object-Oriented Programming Timthy Budd Addison Wesley, 3rd Edition, October 2001 Python s Super is nifty, but you can t use it James Y. Knight The Python 2.3 Method Resolution Order Michele Simionato 3/mro/ Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
60 Métodos especiales Preguntas? Muchas gracias por su atención. Juan Pedro Boĺıvar Puente (Instituto de Astrofísica de Tema Andalucía) 2 Orientación a Objetos Mayo de / 60
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