带你了解Python面向对象编程("深入浅出：带你掌握Python面向对象编程")

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ithorizon 7个月前 (10-20) 阅读数 31 #后端开发

深入浅出：带你掌握Python面向对象编程

一、Python面向对象编程概述

Python 是一种面向对象的编程语言，这意味着它拥护类和对象的概念。面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它将数据和操作数据的方法组合成一个单元，称为对象。这种编程方案有助于尽也许缩减损耗代码的可重用性、可维护性和可扩展性。

二、类和对象的基本概念

在 Python 中，类是创建对象的蓝图。对象是类的实例。下面我们来了解类和对象的基本概念。

2.1 类的定义

类是由关键字 class 开头，后跟类名和冒号。类体中包含类的属性（变量）和方法（函数）。


class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def display(self):
        print("Value:", self.value)

2.2 创建对象

创建对象很明了，只需要使用类名，后跟括号。括号内可以传递参数，这些参数将被传递给类的构造函数。


obj = MyClass(10)

2.3 访问属性和方法

可以使用点号操作符（.）来访问对象的属性和方法。


print(obj.value)  # 输出：10
obj.display()    # 输出：Value: 10

三、类的构造函数

构造函数是一种特殊的方法，它在创建对象时自动调用。Python 中的构造函数是 __init__ 方法。


class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def display(self):
        print("Value:", self.value)

在上面的例子中，__init__ 方法接受一个参数 value，并将其赋值给对象的 value 属性。

四、类的封装

封装是一种面向对象编程的概念，它意味着将数据（属性）和操作数据的方法（函数）捆绑在一起。Python 通过使用私有属性和方法来实现封装。

4.1 私有属性和方法

私有属性和方法是在属性名或方法名前加上两个下划线（__）。这样做可以防止直接从类外部访问这些属性和方法。


class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.__value = value
    def display(self):
        print("Value:", self.__value)
    def __secret_method(self):
        print("This is a secret method.")

在上面的例子中，__value 是一个私有属性，而 __secret_method 是一个私有方法。它们不能从类的外部直接访问。

4.2 使用名称修饰（Name Mangling）访问私有属性和方法

尽管私有属性和方法不能直接访问，但仍然可以通过名称修饰（Name Mangling）来访问它们。Python 会将私有属性和方法的名称更改为 _ClassName__attribute 或 _ClassName__method。


obj = MyClass(10)
print(obj._MyClass__value)  # 输出：10
obj._MyClass__secret_method()  # 输出：This is a secret method.

五、类的继承

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许我们创建新的类（子类），这些类继承了一个现有类（父类）的属性和方法。

5.1 单继承

单继承是指子类只继承一个父类。以下是一个明了的单继承示例：


class ParentClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def display(self):
        print("Parent Value:", self.value)
class ChildClass(ParentClass):
    def __init__(self, value, child_value):
        super().__init__(value)
        self.child_value = child_value
    def display(self):
        super().display()
        print("Child Value:", self.child_value)

在这个例子中，ChildClass 继承了 ParentClass。子类可以使用 super() 关键字来调用父类的方法。

5.2 多继承

多继承是指子类可以从多个父类继承属性和方法。以下是一个明了的多继承示例：


class ParentClass1:
    def __init__(self, value):
        self.value1 = value
    def display1(self):
        print("Parent1 Value:", self.value1)
class ParentClass2:
    def __init__(self, value):
        self.value2 = value
    def display2(self):
        print("Parent2 Value:", self.value2)
class ChildClass(ParentClass1, ParentClass2):
    def __init__(self, value1, value2, child_value):
        ParentClass1.__init__(self, value1)
        ParentClass2.__init__(self, value2)
        self.child_value = child_value
    def display(self):
        self.display1()
        self.display2()
        print("Child Value:", self.child_value)

在这个例子中，ChildClass 从 ParentClass1 和 ParentClass2 继承。

六、类的多态

多态是面向对象编程中的一个核心概念，它允许使用同一个接口调用不同类型的对象。这意味着我们可以将子类的对象赋值给父类类型的变量，并调用相应的方法。

6.1 方法重写

当子类继承父类时，它可以重写父类的方法。以下是一个方法重写的示例：


class ParentClass:
    def display(self):
        print("Parent Display")
class ChildClass(ParentClass):
    def display(self):
        print("Child Display")
obj = ChildClass()
obj.display()  # 输出：Child Display

6.2 方法重载

Python 不拥护传统意义上的方法重载，但我们可以通过在方法中使用默认参数或可变参数来实现类似的效果。


class MyClass:
    def display(self, message="Default Message"):
        print(message)
obj = MyClass()
obj.display()  # 输出：Default Message
obj.display("Hello World!")  # 输出：Hello World!

七、Python中的其他面向对象特性

7.1 属性装饰器 @property

属性装饰器 @property 允许我们将方法作为属性进行访问。以下是一个使用 @property 的示例：


class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.__value = value
    @property
    def value(self):
        return self.__value
    @value.setter
    def value(self, new_value):
        self.__value = new_value
obj = MyClass(10)
print(obj.value)  # 输出：10
obj.value = 20
print(obj.value)  # 输出：20

7.2 类方法 @classmethod

类方法是一种特殊的方法，它使用类而不是实例作为其第一个参数。以下是一个使用 @classmethod 的示例：


class MyClass:
    @classmethod
    def create_with_value(cls, value):
        return cls(value)
obj = MyClass.create_with_value(10)
print(obj.value)  # 输出：10

7.3 静态方法 @staticmethod

静态方法是一种特殊的方法，它不接收类或实例作为参数。以下是一个使用 @staticmethod 的示例：


class MyClass:
    @staticmethod
    def static_method():
        print("This is a static method.")
MyClass.static_method()  # 输出：This is a static method.