Python 类和对象:别背语法,先理解"模板"和"实例"的关系
面向对象编程,听起来很唬人,其实核心就两个概念:类和对象。
类就是模板,对象就是根据模板造出来的具体东西。打个比方:类是一张"员工入职登记表"的模板,对象就是你拿着这个模板给每个新员工填出来的那张具体表格。
Python 里万物皆对象,但你自己也能定义类。
定义一个类:从空壳子开始
用class关键字定义一个类,类名用帕斯卡命名法(首字母大写):
classPerson:pass# pass 表示啥都不干,占个位置# 造一个对象出来p=Person()print(p)# <__main__.Person object at 0x...>目前这个Person是个空壳子,啥用没有。我们需要给它加东西。
构造方法__init__:对象出生时该干的事
__init__是 Python 的构造方法,对象被创建的时候自动调用。它的作用就是给对象初始化——设置初始状态、存一些基础数据。
classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=name# 把参数存到对象身上self.age=agedefintroduce(self):print(f"我叫{self.name},今年{self.age}岁")# 创建对象的时候传入参数p=Person("Alice",20)p.introduce()# 我叫 Alice,今年 20 岁关键点:
self就是对象本身,相当于 Java 里的thisself.name是对象的属性,每个对象有自己的独立副本__init__可以有默认参数,让某些属性可选
classStudent:def__init__(self,name,major="计算机科学"):self.name=name self.major=major s1=Student("Bob")# major 用默认值s2=Student("Charlie","数学")# major 自己指定类变量 vs 实例变量:共享的和独享的
这是刚学 Python 类的时候最容易搞混的地方。
实例变量:每个对象各有一份,互不影响。用self.xxx定义。
类变量:所有对象共享一份,属于类本身。直接在类下面定义,不在任何方法里面。
classEmployee:# 类变量:统计员工总数,所有对象共享emp_count=0def__init__(self,name):self.name=name# 实例变量:每个员工的名字各不同Employee.emp_count+=1e1=Employee("张三")e2=Employee("李四")print(e1.name)# 张三print(e2.name)# 李四print(Employee.emp_count)# 2,所有对象共享什么时候用类变量?统计总数、全局配置、默认值等所有对象共用的东西。
什么时候用实例变量?每个对象各自不同的数据,比如名字、年龄、分数。
三种方法:实例方法、类方法、静态方法
1. 实例方法:最常用的,第一个参数是self
classPerson:def__init__(self,name):self.name=namedefsay_hello(self):# self 是当前对象print(f"Hello, I'm{self.name}")实例方法能访问实例变量和类变量,是日常写代码最常用的一种。
2. 类方法:用@classmethod,第一个参数是cls(类本身)
classPerson:count=0def__init__(self,name):self.name=name Person.count+=1@classmethoddefget_count(cls):returncls.count# 返回总人数类方法通常用来操作类变量,或者作为工厂方法——用不同方式创建对象。
classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=name self.age=age@classmethoddeffrom_birth_year(cls,name,birth_year):# 用出生年份推算年龄,创建对象age=2026-birth_yearreturncls(name,age)p=Person.from_birth_year("Alice",2000)# 不用传 age,自动算3. 静态方法:用@staticmethod,不需要 self 或 cls
静态方法跟类本身没有直接关系,只是因为逻辑上属于这个类,所以放在里面。它不访问任何实例或类属性。
classMathUtils:@staticmethoddefis_even(num):returnnum%2==0# 直接用类名调用,不需要创建对象MathUtils.is_even(10)# True继承:子类继承父类的东西
单继承:一个子类只有一个父类
classAnimal:def__init__(self,name):self.name=namedefeat(self):print(f"{self.name}在吃东西")# Dog 继承 AnimalclassDog(Animal):defbark(self):print(f"{self.name}在汪汪叫")dog=Dog("旺财")dog.eat()# 继承来的dog.bark()# 自己的重写父类方法:子类把父类的方法覆盖掉
classCat(Animal):defeat(self):# 重写父类的 eatprint(f"{self.name}爱吃鱼")cat=Cat("咪咪")cat.eat()# 咪咪 爱吃鱼(自己的方法)调用父类的方法:用super()
classBird(Animal):def__init__(self,name,can_fly):super().__init__(name)# 先调父类的 __init__,初始化 nameself.can_fly=can_fly# 再初始化子类自己的属性defeat(self):super().eat()# 先执行父类的 eatprint(f"{self.name}还爱吃虫子")super()的作用是"调用父类的同名方法",避免硬编码父类名,代码更好维护。
多继承:一个子类有多个父类
classFlyable:deffly(self):print("会飞")classSwimmable:defswim(self):print("会游泳")classDuck(Flyable,Swimmable):passduck=Duck()duck.fly()# 会飞duck.swim()# 会游泳多继承的问题在于:如果多个父类有同名方法,Python 按什么顺序找?答案是MRO(方法解析顺序),从左到右。Duck(Flyable, Swimmable)先找 Flyable,再找 Swimmable。
私有属性:名字前面加两个下划线
Python 没有真正的私有,但用双下划线开头可以"隐藏"属性:
classPerson:def__init__(self,name,age):self.name=name# 公开的self.__age=age# 私有的defget_age(self):returnself.__age p=Person("Alice",20)print(p.name)# Alice,可以访问# print(p.__age) # 报错,访问不了print(p.get_age())# 20,通过方法访问其实 Python 只是把__age改名叫_Person__age了,你非要访问也能p._Person__age,但强烈不推荐。私有属性的意义是"约定"而不是"强制"——告诉使用这个类的人:别碰这个属性。
几个特殊方法:让对象更像对象
| 方法 | 作用 | 什么时候触发 |
|---|---|---|
__init__ | 初始化对象 | 创建对象时 |
__str__ | 对象的字符串表示 | print(obj)或str(obj) |
__repr__ | 对象的官方字符串表示 | 调试时,或在交互式环境直接输入对象名 |
__len__ | 对象的长度 | len(obj) |
__str__最常用:
classBook:def__init__(self,title,author):self.title=title self.author=authordef__str__(self):returnf"《{self.title}》(作者:{self.author})"book=Book("Python 编程","张三")print(book)# 《Python 编程》(作者:张三)不定义__str__的话,print(book)会打印一串看不懂的内存地址。
类比java的toString方法