Python面向对象编程：类与对象完全指南

面向对象编程(OOP)是Python的核心特性之一。本文将深入讲解Python中类和对象的概念、创建方法以及实际应用。

一、Python中的类与对象基础

在Python中，一切都是对象。数字、字符串、列表、字典等数据类型都是相应内置类的实例。类(Class)是创建对象的蓝图，而对象(Object)是类的具体实例。

1.1 类与对象的关系

可以把类想象成房子的设计图纸，而对象则是根据图纸建造的实际房子。一个设计图可以建造多栋房子，同样，一个类可以创建多个对象。

# 查看常见数据类型的类
num = 10
print(type(num))  # <class 'int'>
string = 'hello'
print(type(string))  # <class 'str'>
lst = [1,2,3]
print(type(lst))  # <class 'list'>

1.2 定义类的基本语法

使用class关键字定义类，类名通常采用驼峰命名法：

class MyClass:
    """这是一个类的文档字符串"""
    pass

二、创建和使用类

2.1 类的属性和方法

类中可以定义变量(属性)和函数(方法)：

class Person:
    """人类"""
    species = 'Homo sapiens'  # 类属性
    
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 实例属性
        self.age = age
        
    def greet(self):
        print(f"你好，我叫{self.name}，今年{self.age}岁")

2.2 实例化对象

创建类的实例(对象)：

p1 = Person("张三", 25)
p1.greet()  # 输出：你好，我叫张三，今年25岁

2.3 self参数详解

类方法中的第一个参数self代表类的实例本身。调用方法时，Python会自动传入这个参数：

p1.greet()  
# 实际上等同于
Person.greet(p1)

三、构造函数__init__

构造函数在创建对象时自动调用，用于初始化对象属性。

3.1 基本构造函数

class Student:
    def __init__(self, name, grade):
        self.name = name
        self.grade = grade
        
stu = Student("李四", "三年级")

3.2 带默认值的构造函数

class Circle:
    def __init__(self, radius=1):
        self.radius = radius
        self.pi = 3.14159
        
    def area(self):
        return self.pi * self.radius ** 2

c1 = Circle()  # 使用默认半径1
c2 = Circle(5)  # 指定半径5

四、类与实例属性

4.1 类属性 vs 实例属性

• 类属性：所有实例共享
• 实例属性：每个实例独有

class Dog:
    kind = 'canine'  # 类属性
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 实例属性

d1 = Dog("Fido")
d2 = Dog("Buddy")

print(d1.kind)  # 'canine' (类属性)
print(d2.kind)  # 'canine' (类属性)
print(d1.name)  # 'Fido' (实例属性)

4.2 动态添加属性

Python允许在运行时动态添加属性：

class Empty:
    pass

e = Empty()
e.new_attr = "动态添加的属性"
print(e.new_attr)  # 输出：动态添加的属性

五、实际应用示例

5.1 银行账户类

class BankAccount:
    def __init__(self, account_holder, balance=0):
        self.holder = account_holder
        self.balance = balance
        
    def deposit(self, amount):
        self.balance += amount
        print(f"存款成功，当前余额：{self.balance}")
        
    def withdraw(self, amount):
        if amount > self.balance:
            print("余额不足")
        else:
            self.balance -= amount
            print(f"取款成功，当前余额：{self.balance}")

# 使用示例
account = BankAccount("王五", 1000)
account.deposit(500)  # 存款500
account.withdraw(200)  # 取款200

5.2 几何图形类

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height
        
    def area(self):
        return self.width * self.height
    
    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)
    
    def is_square(self):
        return self.width == self.height

rect = Rectangle(4, 5)
print(f"面积: {rect.area()}")  # 20
print(f"周长: {rect.perimeter()}")  # 18
print(f"是正方形吗? {rect.is_square()}")  # False

六、最佳实践

1. 类名使用驼峰命名法
2. 方法名使用小写字母和下划线
3. 始终在类定义的第一行添加文档字符串
4. 保持self作为实例方法的第一个参数
5. 避免过度使用动态属性添加
6. 复杂的初始化逻辑可以放在__init__方法中

通过掌握这些面向对象编程的基础知识，你将能够构建更加模块化、可重用和可维护的Python代码。