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在 Python 中，类（Class）是一种创建对象（Object）的模板，它允许我们定义对象的属性和方法。类是 Python 中实现面向对象编程（OOP）的核心结构。
定义一个类
定义一个类的基本语法如下：
class ClassName:def __init__(self, parameters):# 这里是初始化方法，相当于构造函数self.attribute = value
ClassName：类名，通常采用首字母大写的驼峰命名法。__init__：类的初始化方法，当创建类的新实例时会自动调用。它的第一个参数总是self，代表类的实例本身。
类属性和实例属性
- 类属性：由类的所有实例共享。
- 实例属性：每个类实例都有自己的独立拷贝。
class MyClass:class_attribute = 100 # 类属性def __init__(self, instance_attribute):self.instance_attribute = instance_attribute # 实例属性
类方法和实例方法
- 实例方法：方法的第一个参数是
self，表示类的实例。 - 类方法：使用
@classmethod装饰器，第一个参数是cls，表示类本身。
class MyClass:def instance_method(self):pass@classmethoddef class_method(cls):pass
静态方法
使用 @staticmethod 装饰器定义静态方法，静态方法不需要 self 或 cls 参数。
class MyClass:@staticmethoddef static_method():pass
创建类的实例
my_object = MyClass('some value')
访问属性和方法
# 访问实例属性
print(my_object.instance_attribute)# 访问实例方法
my_object.instance_method()# 访问类属性
print(MyClass.class_attribute)# 访问类方法
MyClass.class_method()# 访问静态方法
MyClass.static_method()
继承
Python 支持单一继承和多重继承。
class BaseClass:passclass DerivedClass(BaseClass):pass
多态
多态允许不同的对象对同一消息做出响应。
class BaseClass:def method(self):passclass DerivedClass(BaseClass):def method(self):passbase = BaseClass()
derived = DerivedClass()# 多态行为
base.method() # 调用 BaseClass 的 method
derived.method() # 调用 DerivedClass 的 method
封装
封装是将数据（属性）和代码（方法）捆绑在一起，并对外部隐藏内部实现的细节。
class MyClass:def __init__(self, value):self.__private_attribute = value # 私有属性@propertydef private_attribute(self):return self.__private_attribute@private_attribute.setterdef private_attribute(self, value):self.__private_attribute = value
特殊方法
Python 类可以定义一些特殊方法来响应 Python 执行的操作。
官方文档：Python Special method
| 方法名称 | 用途 | 示例 |
|---|---|---|
__init__(self, ...) | 构造器，创建实例时初始化对象。 | def __init__(self, name): self.name = name |
__del__(self) | 析构器，释放对象时调用。 | def __del__(self): print("Object destroyed") |
__str__(self) | 定义对象的可打印字符串表示，print() 时调用。 | def __str__(self): return "Instance of MyClass" |
__repr__(self) | 定义对象的官方字符串表示，用于调试。 | def __repr__(self): return "MyClass(name='John')" |
__len__(self) | 定义 len() 函数返回的对象大小。 | def __len__(self): return len(self.items) |
__getitem__(self, key) | 定义获取对象元素的行为，如 obj[key]。 | def __getitem__(self, key): return self.items[key] |
__setitem__(self, key, value) | 定义设置对象元素的行为，如 obj[key] = value。 | def __setitem__(self, key, value): self.items[key] = value |
__delitem__(self, key) | 定义删除对象元素的行为，如 del obj[key]。 | def __delitem__(self, key): del self.items[key] |
__iter__(self) | 定义对象迭代器，用于 for 循环。 | def __iter__(self): return iter(self.items) |
__next__(self) | 定义迭代器的下一个元素，用于 for 循环。 | def __next__(self): return next(self.items) |
__call__(self, ...) | 定义对象作为函数被调用时的行为。 | def __call__(self): print("Hello") |
__eq__(self, other) | 定义等于运算符 == 的行为。 | def __eq__(self, other): return self.name == other.name |
__ne__(self, other) | 定义不等于运算符 != 的行为。 | def __ne__(self, other): return self.name != other.name |
__lt__(self, other) | 定义小于运算符 < 的行为。 | def __lt__(self, other): return self.value < other.value |
__le__(self, other) | 定义小于等于运算符 <= 的行为。 | def __le__(self, other): return self.value <= other.value |
__gt__(self, other) | 定义大于运算符 > 的行为。 | def __gt__(self, other): return self.value > other.value |
__ge__(self, other) | 定义大于等于运算符 >= 的行为。 | def __ge__(self, other): return self.value >= other.value |
__getattr__(self, name) | 定义访问不存在属性时的行为。 | def __getattr__(self, name): return f"{name} not found" |
__setattr__(self, name, value) | 定义设置属性时的行为。 | def __setattr__(self, name, value): self.__dict__[name] = value |
__getattribute__(self, name) | 定义获取属性时的行为。 | def __getattribute__(self, name): return object.__getattribute__(self, name) |
__dir__(self) | 定义 dir() 函数返回的属性列表。 | def __dir__(self): return ["name", "age"] |
使用这些特殊方法，你可以自定义类的字符串表示、布尔值、长度等行为。
self和cls
在Python中，self和cls是用于类方法中的特殊参数，它们分别用于实例方法和类方法中。
| 特性 | self | cls |
|---|---|---|
| 用途 | 指向类的实例本身 | 指向类本身 |
| 方法类型 | 实例方法 | 类方法 |
| 访问范围 | 实例属性和实例方法 | 类属性和类方法 |
| 定义方式 | 不需要装饰器 | 使用@classmethod装饰器 |
| 示例 | def method(self): | @classmethod def method(cls): |
| 使用场景 | 需要访问或修改实例的属性和方法时 | 需要访问或修改类的属性和方法时 |
| 初始化 | 在实例化对象时自动传递 | 在调用类方法时自动传递 |
实例方法
class Person:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef greet(self):print(f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old.")# 创建实例
person = Person("Alice", 30)
person.greet() # 输出: Hello, my name is Alice and I am 30 years old.
类方法
class Person:count = 0 # 类属性def __init__(self, name):self.name = namePerson.count += 1@classmethoddef get_count(cls):return cls.count# 创建实例
person1 = Person("Alice")
person2 = Person("Bob")print(Person.get_count()) # 输出: 2