Python 类 Class

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