学习Python类定义与使用|极客笔记

学习Python类定义与使用

1. 什么是类

在面向对象编程中，类是一种用来描述对象的模板，它定义了对象的属性和方法。对象是类的实例，根据类的定义创建出来的具体实体。

Python是一种面向对象编程的语言，支持类的定义和使用。通过类，我们可以更好地组织和管理代码，实现数据和行为的封装，提高代码的复用性和可维护性。

2. 定义类

在Python中，用class关键字来定义类，类的主体包含类的属性和方法。下面是一个简单的类的定义示例：

class Person:
    # 类属性
    species = 'Human'

    # 初始化方法
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 实例方法
    def say_hello(self):
        print(f"Hello, I'm {self.name}. I'm {self.age} years old.")

在上面的示例中，我们定义了一个名为Person的类，其中包括类属性（species）和实例属性（name和age），以及实例方法（say_hello）。

3. 创建对象

通过类，我们可以实例化出具体的对象。实例化一个对象时，会调用类的__init__方法进行初始化。下面是一个创建Person对象的示例：

# 实例化对象
person1 = Person('Alice', 30)
person2 = Person('Bob', 25)

# 调用实例方法
person1.say_hello()  # Output: Hello, I'm Alice. I'm 30 years old.
person2.say_hello()  # Output: Hello, I'm Bob. I'm 25 years old.

在上面的示例中，我们创建了两个Person对象person1和person2，并通过调用实例方法say_hello打印出了它们各自的信息。

4. 类的继承

Python支持类的继承，通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，同时可以添加自己的属性和方法。下面是一个简单的继承示例：

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, grade):
        super().__init__(name, age)
        self.grade = grade

    def study(self, subject):
        print(f"{self.name} is studying {subject}.")

在上面的示例中，我们定义了一个继承自Person类的Student类，添加了grade属性和study方法。通过super().__init__来调用父类的初始化方法。

5. 多重继承

除了单继承外，Python还支持多重继承，一个子类可以继承多个父类的属性和方法。下面是一个多重继承的示例：

class A:
    def method_a(self):
        print("Method A")

class B:
    def method_b(self):
        print("Method B")

class C(A, B):
    def method_c(self):
        print("Method C")

在上面的示例中，C类继承了A和B两个父类的属性和方法，从而实现了多重继承。

6. 封装与访问控制

在类中，我们可以通过封装来隐藏类的内部实现细节，限制对类的属性和方法的访问，从而提高代码的安全性。Python通过属性的访问控制符（_和__）实现封装。

单下划线（_）：表示属性或方法是受保护的，外部仍可访问，但不建议直接访问；
双下划线（__）：表示属性或方法是私有的，外部不可直接访问。

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self._name = name  # protected attribute
        self.__age = 0     # private attribute

    def get_age(self):
        return self.__age

在上面的示例中，_name是受保护的属性，外部仍可以访问，但不建议直接访问；__age是私有属性，外部无法直接访问，需要通过方法来获取。

7. 类的特殊方法

Python中还有一些特殊方法（魔术方法），用双下划线（__）包围，如__init__、__str__等。这些方法可以在特定情况下自动调用，实现一些特殊功能，如初始化对象、格式化输出等。

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __str__(self):
        return f"Vector({self.x}, {self.y})"

在上面的示例中，__init__方法用于初始化对象的属性，__str__方法用于返回对象的字符串表示形式。