Python 面向对象基础

14.1 面向对象概念

面向对象编程（OOP）是一种编程范式，将数据和操作封装在对象中。

核心概念

类（Class）：对象的蓝图/模板
对象（Object）：类的实例
属性（Attribute）：对象的数据
方法（Method）：对象的行为

为什么使用 OOP

封装：隐藏内部实现
复用：代码可重复使用
扩展：易于添加新功能
维护：模块化便于管理

14.2 定义类

基本语法

class 类名:
    def __init__(self, 参数):
        self.属性 = 参数
    
    def 方法(self):
        pass

示例

class Dog:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def bark(self):
        print(f"{self.name} 汪汪叫!")

# 创建对象
dog1 = Dog("旺财", 3)
dog2 = Dog("小白", 2)

# 访问属性
print(dog1.name)  # 旺财
print(dog2.age)   # 2

# 调用方法
dog1.bark()  # 旺财 汪汪叫!
dog2.bark()  # 小白 汪汪叫!

14.3 init 方法

__init__ 是构造方法，创建对象时自动调用。

class Person:
    def __init__(self, name, age, city="Unknown"):
        self.name = name
        self.age = age
        self.city = city  # 带默认值
    
    def introduce(self):
        print(f"我是{self.name}，{self.age}岁，来自{self.city}")

p1 = Person("Alice", 25)
p1.introduce()  # 我是Alice，25岁，来自Unknown

p2 = Person("Bob", 30, "Beijing")
p2.introduce()  # 我是Bob，30岁，来自Beijing

14.4 self 参数

self 代表实例本身，必须作为方法的第一个参数。

class Counter:
    def __init__(self):
        self.count = 0
    
    def increment(self):
        self.count += 1
    
    def get_count(self):
        return self.count

c = Counter()
c.increment()
c.increment()
print(c.get_count())  # 2

14.5 实例属性与类属性

class Student:
    school = "希望中学"  # 类属性（所有实例共享）
    
    def __init__(self, name, grade):
        self.name = name    # 实例属性
        self.grade = grade  # 实例属性

s1 = Student("Alice", "A")
s2 = Student("Bob", "B")

print(s1.school)  # 希望中学
print(s2.school)  # 希望中学

# 修改类属性
Student.school = "光明中学"
print(s1.school)  # 光明中学
print(s2.school)  # 光明中学

14.6 实例方法、类方法、静态方法

class MyClass:
    class_var = "类变量"
    
    def __init__(self, value):
        self.instance_var = value
    
    # 实例方法
    def instance_method(self):
        print(f"实例方法: {self.instance_var}")
    
    # 类方法
    @classmethod
    def class_method(cls):
        print(f"类方法: {cls.class_var}")
    
    # 静态方法
    @staticmethod
    def static_method():
        print("静态方法：不访问实例或类")

obj = MyClass(100)
obj.instance_method()
MyClass.class_method()
MyClass.static_method()

14.7 属性访问控制

Python 没有真正的私有属性，使用命名约定。

class BankAccount:
    def __init__(self, owner, balance):
        self.owner = owner          # 公开
        self._balance = balance     # 受保护（约定）
        self.__password = "123"     # 私有（名称修饰）
    
    def deposit(self, amount):
        if amount > 0:
            self._balance += amount
    
    def get_balance(self):
        return self._balance

account = BankAccount("Alice", 1000)
print(account.owner)       # Alice
print(account._balance)    # 1000（可访问，但不建议）
# print(account.__password)  # AttributeError
print(account._BankAccount__password)  # 123（名称修饰）

14.8 property 装饰器

class Temperature:
    def __init__(self, celsius):
        self._celsius = celsius
    
    @property
    def celsius(self):
        return self._celsius
    
    @celsius.setter
    def celsius(self, value):
        if value < -273.15:
            raise ValueError("温度不能低于绝对零度")
        self._celsius = value
    
    @property
    def fahrenheit(self):
        return self._celsius * 9/5 + 32

temp = Temperature(25)
print(temp.celsius)     # 25
print(temp.fahrenheit)  # 77.0

temp.celsius = 30
print(temp.fahrenheit)  # 86.0

14.9 字符串表示

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def __str__(self):
        return f"{self.name}, {self.age}岁"
    
    def __repr__(self):
        return f"Person('{self.name}', {self.age})"

p = Person("Alice", 25)
print(str(p))   # Alice, 25岁
print(repr(p))  # Person('Alice', 25)

14.10 本章小结

类是对象的模板，对象是类的实例
__init__ 是构造方法，self 代表实例
实例属性属于对象，类属性属于类
实例方法、类方法（@classmethod）、静态方法（@staticmethod）
使用 _ 和 __ 约定访问控制
@property 用于属性管理
__str__ 和 __repr__ 定义字符串表示

练习题

创建 Rectangle 类，包含长和宽，计算面积和周长
创建 BankAccount 类，实现存款、取款、查询余额功能
为 Student 类添加 __str__ 方法

以下代码输出什么？

class Test:
    x = 10
    def __init__(self):
        self.x = 20
t = Test()
print(t.x)