python 类和对象
类和对象是面向对象编程的核心概念，而面向对象是我们python编程中的一个重要编程方法，本篇文章将带你初识类和对象。
1.什么是类
类是一种用于创建对象的蓝图或模板。它定义了对象将拥有的属性和方法。属性是对象的状态或数据，而方法是对象可以执行的操作或函数。在Python中，定义一个类使用class关键字。
class Dog:
def __init__(self, name, age):
self.name = name # 属性：名字
self.age = age # 属性：年龄
def bark(self):
print(f"{self.name} says woof!") # 方法：叫唤
在这个例子中，Dog是一个类，它有两个属性：name和age，以及一个方法bark。__init__是一个特殊的方法，称为构造器，用于在创建对象时初始化对象的属性。
2.什么是对象
对象是类的实例。通过类，我们可以创建具有特定属性值的对象。在Python中，使用类名后跟一对圆括号（可以包含初始化参数）来创建对象。
# 创建Dog类的两个对象
d1 = Dog("Buddy", 3)
d2 = Dog("Charlie", 5)
# 调用对象的方法
d1.bark() # 输出: Buddy says woof!
d2.bark() # 输出: Charlie says woof!
在这个例子中，d1和d2是Dog类的两个对象，它们分别有自己的name和age属性，并且可以调用bark方法。
3.面向对象的三大特征
3.1封装
封装是将类的数据和操作数据的代码绑定在一起，并对外部隐藏其内部细节的过程。在Python中，可以通过定义私有属性（通常以双下划线开头）和使用属性装饰器（@property）来实现封装。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.__name = name # 私有属性
self.__age = age # 私有属性
@property
def name(self):
return self.__name
@name.setter
def name(self, new_name):
if isinstance(new_name, str):
self.__name = new_name
else:
raise ValueError("Name must be a string")
@property
def age(self):
return self.__age
@age.setter
def age(self, new_age):
if isinstance(new_age, int) and new_age >= 0:
self.__age = new_age
else:
raise ValueError("Age must be a non-negative integer")
# 使用封装后的类
person = Person("Alice", 30)
print(person.name) # 输出: Alice
person.age = 31
print(person.age) # 输出: 31
# person.__name = "Bob" # 这行代码会报错，因为__name是私有属性
3.2继承
继承是面向对象的另一个重要特征，它允许我们创建一个新类（子类），这个新类可以继承一个或多个现有类（父类）的属性和方法。这有助于代码重用和扩展。
class Animal:
def __init__(self, name):
self.name = name
def speak(self):
raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")
class Dog(Animal):
def speak(self):
return f"{self.name} says Woof!"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return f"{self.name} says Meow!"
# 使用继承后的类
dog = Dog("Rex")
cat = Cat("Whiskers")
print(dog.speak()) # 输出: Rex says Woof!
print(cat.speak()) # 输出: Whiskers says Meow!
3.3多态
多态允许一个接口或父类引用指向子类对象，并通过这个引用调用子类的重写方法。
# 使用上面的Animal, Dog, 和 Cat类来展示多态
def animal_speak(animal):
print(animal.speak())
# 多态的使用
animal_speak(dog) # 输出: Rex says Woof!
animal_speak(cat) # 输出: Whiskers says Meow!
在这个例子中，animal_speak函数接受一个Animal类型的对象，并调用它的speak方法。由于Dog和Cat类都继承了Animal类并重写了speak方法，因此animal_speak函数可以处理这两种类型的对象，并正确地调用它们各自的speak方法。这就是多态性的体现。
4.总结
类和对象是Python面向对象编程的基石。通过定义类，我们可以创建具有特定属性和方法的对象，从而构建出更加模块化和可维护的代码。继承、封装、多态等特性进一步增强了Python的灵活性和强大功能。掌握这些概念，将帮助我们编写出更加高效、可重用和易于维护的Python程序。
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