自己动手的网站,如何查看网站流量,做站用什么网站程序,数据分析网页文章目录1. 什么是类 (Class)#xff1f;1.1 定义一个类2. 什么是对象 (Object) 或实例 (Instance)#xff1f;2.1 创建对象#xff08;实例化#xff09;3. 访问属性和调用方法4. 类属性 vs 实例属性5. self 的重要性总结练习题练习题答案前几篇文章我们学习了变量、数据类…
文章目录1. 什么是类 (Class)1.1 定义一个类2. 什么是对象 (Object) 或实例 (Instance)2.1 创建对象实例化3. 访问属性和调用方法4. 类属性 vs 实例属性5. self 的重要性总结练习题练习题答案前几篇文章我们学习了变量、数据类型、控制流、函数、模块和包。这些都是编写程序的基础但当程序规模越来越大、逻辑越来越复杂时我们就需要一种更强大的方式来组织代码和数据。这就是
面向对象编程 (Object-Oriented Programming, OOP) 的核心——
类 (Class) 和
对象 (Object)。面向对象编程是一种编程范式它将数据属性和操作数据的方法行为封装在一起形成一个独立的单元。这使得代码更具模块化、可重用性高并且易于维护。
1. 什么是类 (Class)
在现实世界中我们有各种各样的“事物”汽车、人、动物、书籍等等。它们都有一些共同的特征比如颜色、大小和一些能做的事情比如移动、说话。
在 Python 中类就是这样一种“事物”的蓝图 (Blueprint) 或模板 (Template)。它定义了某一类事物的共同属性数据和行为函数。类本身并不是真实存在的“事物”它只是一个抽象的定义。
例如我们可以定义一个 Car 类它描述了所有汽车共同的特征如品牌、型号、颜色和行为如启动、停止、加速。
1.1 定义一个类
在 Python 中使用 class 关键字来定义一个类。
class Car: # 类名通常使用驼峰命名法 (CamelCase)首字母大写这是一个 Car 类用于表示汽车。它定义了汽车的属性和行为。pass # pass 语句表示一个空的类体什么也不做但结构完整# 定义一个更具体的 Car 类
class Car:定义一个简单的汽车类# 类属性 (Class Attributes): 属于类本身所有实例共享的属性# 例如所有 Car 对象都会有 4 个轮子wheels 4# 实例方法 (Instance Methods): 属于对象的方法# __init__ 是一个特殊方法称为构造器或初始化方法# 当创建一个 Car 类的对象实例时这个方法会被自动调用# self 参数是必须的它指向当前正在创建的对象本身def __init__(self, brand, model, color):初始化 Car 对象。Args:brand (str): 汽车品牌。model (str): 汽车型号。color (str): 汽车颜色。# 实例属性 (Instance Attributes): 属于每个对象实例特有的属性# 每个 Car 对象都会有自己的 brand, model, colorself.brand brandself.model modelself.color colorself.is_running False # 初始状态为未启动def start(self):启动汽车。if not self.is_running:self.is_running Trueprint(f{self.brand} {self.model} 已启动。)else:print(f{self.brand} {self.model} 已经在运行了。)def stop(self):停止汽车。if self.is_running:self.is_running Falseprint(f{self.brand} {self.model} 已停止。)else:print(f{self.brand} {self.model} 已经停止了。)def display_info(self):显示汽车信息。print(f品牌: {self.brand}, 型号: {self.model}, 颜色: {self.color}, 轮子数: {Car.wheels})关键概念解释
class Car:: 定义了一个名为 Car 的类。wheels 4: 这是一个类属性。它属于 Car 类本身所有由 Car 类创建的对象都会共享这个 wheels 属性并且它的值默认为 4。__init__(self, brand, model, color): 这是一个特殊的方法被称为构造器 (Constructor) 或初始化方法。 当创建一个 Car 类的实例 (Instance) 时Python 会自动调用这个 __init__ 方法来初始化新创建的对象。self: 这是一个约定俗成的参数名必须是实例方法的第一个参数。它代表了正在被创建的对象自身。通过 self你可以在方法内部访问和修改对象的属性。brand, model, color: 这些是初始化方法接收的参数用于设置新对象的特定属性。 self.brand brand 等: 它们是实例属性 (Instance Attributes)。这些属性是每个对象独有的。例如一辆奥迪车的 brand 是 “Audi”而另一辆奔驰车的 brand 是 “Mercedes”。start(self), stop(self), display_info(self): 这些是实例方法 (Instance Methods)。它们是定义在类中的函数用于描述对象可以执行的行为。每个方法也必须将 self 作为第一个参数。
2. 什么是对象 (Object) 或实例 (Instance)
对象 (Object) 或实例 (Instance) 是类的具体实现。如果说类是“汽车”这个概念的蓝图那么对象就是一辆辆真实存在的、有具体品牌、型号和颜色的汽车比如“我的那辆红色的特斯拉 Model 3”。
你可以从一个类创建任意数量的对象每个对象都是独立的拥有自己的一套实例属性值但它们都遵循类的蓝图。
2.1 创建对象实例化
通过在类名后面加上圆括号 ()就像调用函数一样就可以创建一个类的对象。这个过程称为实例化 (Instantiation)。
# 创建 Car 类的对象实例化# car1 是 Car 类的一个实例 (对象)
car1 Car(Tesla, Model 3, Red)# car2 是 Car 类的一个独立实例 (对象)
car2 Car(Mercedes, C-Class, Black)当 Car(Tesla, Model 3, Red) 被调用时
Python 会在内存中创建一个新的 Car 对象。Python 会自动调用 Car 类的 __init__ 方法并将新创建的对象作为 self 参数传递同时将 Tesla, Model 3, Red 作为 brand, model, color 参数传递进去。__init__ 方法会为 car1 这个对象设置 brand, model, color 和 is_running 等实例属性。
3. 访问属性和调用方法
创建对象后你可以使用点 . 运算符来访问对象的属性和调用对象的方法。
# 访问 car1 的实例属性
print(fCar1 品牌: {car1.brand}) # 输出: Car1 品牌: Tesla
print(fCar1 型号: {car1.model}) # 输出: Car1 型号: Model 3
print(fCar1 颜色: {car1.color}) # 输出: Car1 颜色: Red
print(fCar1 初始运行状态: {car1.is_running}) # 输出: Car1 初始运行状态: False# 访问类属性 (可以通过类名或实例访问但通过类名访问更清晰)
print(f所有 Car 都有轮子数: {Car.wheels}) # 输出: 所有 Car 都有轮子数: 4
print(fCar1 的轮子数: {car1.wheels}) # 输出: Car1 的轮子数: 4# 调用 car1 的方法
car1.start() # 输出: Tesla Model 3 已启动。
print(fCar1 当前运行状态: {car1.is_running}) # 输出: Car1 当前运行状态: True
car1.start() # 输出: Tesla Model 3 已经在运行了。
car1.stop() # 输出: Tesla Model 3 已停止。
car1.stop() # 输出: Tesla Model 3 已经停止了。# 调用 car1 的显示信息方法
car1.display_info() # 输出: 品牌: Tesla, 型号: Model 3, 颜色: Red, 轮子数: 4# 访问 car2 的属性和调用方法
print(\n--- car2 的信息 ---)
car2.display_info() # 输出: 品牌: Mercedes, 型号: C-Class, 颜色: Black, 轮子数: 4
car2.start() # 输出: Mercedes C-Class 已启动。可以看到car1 和 car2 是两个完全独立的对象它们各自拥有自己的 brand, model, color 和 is_running 属性并且可以独立地执行 start(), stop() 等方法。但它们共享 wheels 这个类属性。
4. 类属性 vs 实例属性
再次强调一下它们的区别 类属性 (Class Attributes): 定义在类体中但在任何方法之外。属于类本身所有该类的实例共享同一个类属性。通常用于存储与类相关但不随实例变化的值例如常量或者所有实例通用的配置。可以通过 ClassName.attribute_name 或 instance_name.attribute_name 访问尽管通过实例访问时Python 最终还是会向上查找类属性。修改类属性时会影响所有实例。 实例属性 (Instance Attributes): 在 __init__ 方法中通过 self.attribute_name value 定义。属于每个独立的实例每个实例都有自己的一份。用于存储每个对象特有的数据。只能通过 instance_name.attribute_name 访问。修改实例属性时只影响当前的实例。 class Dog:species Canis familiaris # 类属性def __init__(self, name, age):self.name name # 实例属性self.age age # 实例属性dog1 Dog(Buddy, 3)
dog2 Dog(Lucy, 5)print(fDog1 的名字: {dog1.name}, 年龄: {dog1.age}, 物种: {dog1.species})
print(fDog2 的名字: {dog2.name}, 年龄: {dog2.age}, 物种: {dog2.species})# 改变类属性会影响所有实例 (以及通过类名访问)
Dog.species Canis lupus familiaris # 假设是更精确的学名print(fDog1 的新物种: {dog1.species}) # 跟着变化
print(fDog2 的新物种: {dog2.species}) # 跟着变化# 改变实例属性只影响当前实例
dog1.name Bud
print(fDog1 的新名字: {dog1.name})
print(fDog2 的名字 (未变): {dog2.name})输出
Dog1 的名字: Buddy, 年龄: 3, 物种: Canis familiaris
Dog2 的名字: Lucy, 年龄: 5, 物种: Canis familiaris
Dog1 的新物种: Canis lupus familiaris
Dog2 的新物种: Canis lupus familiaris
Dog1 的新名字: Bud
Dog2 的名字 (未变): Lucy5. self 的重要性
self 是一个约定俗成的名称它代表了当前正在操作的实例本身。在类的方法中任何时候你需要访问或修改当前实例的属性或者调用当前实例的其他方法都必须通过 self. 来进行。
Python 会在调用实例方法时自动将实例作为第一个参数传递给 self。
class Person:def __init__(self, name, age):self.name nameself.age agedef introduce(self):# 访问当前实例的 name 和 age 属性print(f大家好我叫 {self.name}我今年 {self.age} 岁了。)def celebrate_birthday(self):self.age 1 # 修改当前实例的 age 属性print(f{self.name} 庆祝了生日现在 {self.age} 岁了)self.introduce() # 调用当前实例的另一个方法p1 Person(张三, 20)
p1.introduce()
p1.celebrate_birthday()输出
大家好我叫 张三我今年 20 岁了。
张三 庆祝了生日现在 21 岁了
大家好我叫 张三我今年 21 岁了。总结
本篇我们深入探讨了 Python 面向对象编程的基础
类 (Class): 对象的蓝图或模板定义了对象的属性数据和行为方法。使用 class 关键字定义。对象 (Object) 或实例 (Instance): 类的具体化是基于类创建的真实存在的“事物”。通过 ClassName() 来创建。__init__ 方法: 特殊的构造器在创建对象时自动调用用于初始化对象的实例属性。self 参数: 实例方法中的第一个参数指向当前正在操作的对象本身。类属性: 属于类本身所有实例共享。实例属性: 属于每个独立的对象每个对象独有。通过点 . 运算符访问属性和调用方法。
理解类和对象是迈向编写大型、复杂、可维护的 Python 程序的关键一步。它能帮助你更好地组织代码模拟现实世界的实体并构建出更具结构和逻辑的应用程序。
练习题
尝试独立完成以下练习题并通过答案进行对照 定义一个 Book 类: 定义一个名为 Book 的类。在类中定义一个类属性 material paper。定义 __init__ 方法接收 title (书名), author (作者), pages (页数) 作为参数并将其存储为实例属性。定义一个实例方法 get_summary()打印书的标题、作者和页数格式为 《[书名]》 作者: [作者], 共 [页数] 页。 创建和使用 Book 对象: 创建两个 Book 类的对象 一本名为 “Python编程入门” 的书作者 “A. Programmer”500 页。一本名为 “数据结构与算法” 的书作者 “B. Coder”800 页。 分别调用这两个对象的 get_summary() 方法。访问其中一本书的 material 属性并打印。 修改实例属性和类属性的影响: 在 Book 类中将 material 类属性改为 recycled paper。再次打印两本书的 material 属性观察变化。修改其中一本 Book 对象的 pages 属性例如将页数从 500 改为 550。再次调用该对象的 get_summary() 方法观察变化。另一本书的页数是否受影响 定义一个 Student 类: 定义一个名为 Student 的类。定义一个类属性 school_name Python University。定义 __init__ 方法接收 name (学生姓名), student_id (学号), grades (一个表示各科分数的列表默认空列表 [])。注意默认参数的陷阱 请使用正确的姿势处理 grades 参数的默认值。定义一个实例方法 add_grade(grade)用于向学生的 grades 列表中添加一个分数。定义一个实例方法 get_average_grade()计算并返回学生的平均分。如果 grades 列表为空返回 0。定义一个实例方法 display_student_info()打印学生姓名、学号、学校名称和平均分。 创建和操作 Student 对象: 创建两个 Student 对象 学生 A: 姓名 “李华”, 学号 “2023001”。学生 B: 姓名 “王明”, 学号 “2023002”初始分数 [70, 80, 90]。 为学生 A 添加分数85, 92, 78。分别调用两个学生的 display_student_info() 方法。修改 Student 类的 school_name 为 “Global Python University”。再次调用学生 A 的 display_student_info() 方法观察学校名称是否变化。 练习题答案
1. 定义一个 Book 类:
# 1. 定义一个 Book 类
class Book:表示一本书的类。material paper # 类属性def __init__(self, title, author, pages):初始化 Book 对象。Args:title (str): 书的标题。author (str): 书的作者。pages (int): 书的页数。self.title titleself.author authorself.pages pagesdef get_summary(self):打印书的标题、作者和页数。print(f《{self.title}》 作者: {self.author}, 共 {self.pages} 页。)
2. 创建和使用 Book 对象:
# 2. 创建和使用 Book 对象
book1 Book(Python编程入门, A. Programmer, 500)
book2 Book(数据结构与算法, B. Coder, 800)book1.get_summary()
book2.get_summary()# 访问 material 类属性
print(fBook1 的材质是: {book1.material})
print(fBook2 的材质是: {book2.material})
print(fBook 类的材质是: {Book.material})输出
《Python编程入门》 作者: A. Programmer, 共 500 页。
《数据结构与算法》 作者: B. Coder, 共 800 页。
Book1 的材质是: paper
Book2 的材质是: paper
Book 类的材质是: paper3. 修改实例属性和类属性的影响:
# 3. 修改实例属性和类属性的影响
# 修改类属性
Book.material recycled paper
print(f\n修改 Book.material 后:)
print(fBook1 的材质: {book1.material}) # 跟着变化
print(fBook2 的材质: {book2.material}) # 跟着变化
print(fBook 类的材质: {Book.material})# 修改实例属性
book1.pages 550 # 只修改 book1 的页数
print(f\n修改 book1.pages 后:)
book1.get_summary() # book1 的页数已改变
book2.get_summary() # book2 的页数未受影响输出
修改 Book.material 后:
Book1 的材质: recycled paper
Book2 的材质: recycled paper
Book 类的材质: recycled paper修改 book1.pages 后:
《Python编程入门》 作者: A. Programmer, 共 550 页。
《数据结构与算法》 作者: B. Coder, 共 800 页。4. 定义一个 Student 类:
# 4. 定义一个 Student 类
class Student:表示一个学生的类。school_name Python University # 类属性def __init__(self, name, student_id, gradesNone): # 正确处理可变默认参数初始化 Student 对象。Args:name (str): 学生姓名。student_id (str): 学号。grades (list, optional): 学生各科分数的列表。默认为 None。self.name nameself.student_id student_id# 如果 grades 是 None则初始化一个空列表否则使用传入的列表self.grades [] if grades is None else list(grades) # 使用 list(grades) 避免共享同一个列表def add_grade(self, grade):向学生的成绩列表中添加一个分数。if isinstance(grade, (int, float)):self.grades.append(grade)else:print(警告: 成绩必须是数字。)def get_average_grade(self):计算并返回学生的平均分。if not self.grades: # 如果列表为空return 0return sum(self.grades) / len(self.grades)def display_student_info(self):打印学生姓名、学号、学校名称和平均分。average self.get_average_grade()print(f\n--- 学生信息 ---)print(f姓名: {self.name})print(f学号: {self.student_id})print(f学校: {Student.school_name}) # 通过类名访问类属性print(f平均分: {average:.2f}) # 保留两位小数print(- * 15)
5. 创建和操作 Student 对象:
# 5. 创建和操作 Student 对象
# 学生 A: 姓名 李华, 学号 2023001。
student_a Student(李华, 2023001)# 学生 B: 姓名 王明, 学号 2023002初始分数 [70, 80, 90]。
student_b Student(王明, 2023002, [70, 80, 90])# 为学生 A 添加分数
student_a.add_grade(85)
student_a.add_grade(92)
student_a.add_grade(78)# 分别调用两个学生的 display_student_info() 方法
student_a.display_student_info()
student_b.display_student_info()# 修改 Student 类的 school_name
Student.school_name Global Python University
print(\n--- 修改学校名称后 ---)# 再次调用学生 A 的 display_student_info() 方法观察学校名称是否变化
student_a.display_student_info()
student_b.display_student_info() # 同样也受影响输出
--- 学生信息 ---
姓名: 李华
学号: 2023001
学校: Python University
平均分: 85.00
------------------ 学生信息 ---
姓名: 王明
学号: 2023002
学校: Python University
平均分: 80.00
------------------ 修改学校名称后 ------ 学生信息 ---
姓名: 李华
学号: 2023001
学校: Global Python University
平均分: 85.00
------------------ 学生信息 ---
姓名: 王明
学号: 2023002
学校: Global Python University
平均分: 80.00
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