一、類和對(duì)象1、什么是類和對(duì)象

面向?qū)ο缶幊淌且环N編程范式，它將程序中的數(shù)據(jù)和操作封裝在一個(gè)對(duì)象中，通過調(diào)用對(duì)象的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的操作。在Python中，類是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它可以用來創(chuàng)建對(duì)象。對(duì)象是類的實(shí)例，它包含了數(shù)據(jù)和方法。

【資料圖】

2、類的定義和實(shí)例化

在Python中，可以使用class關(guān)鍵字來定義類，類名習(xí)慣以大寫字母開頭。類包含了屬性和方法，屬性是類的數(shù)據(jù)成員，方法是類的函數(shù)成員。在類中，可以使用self關(guān)鍵字來引用當(dāng)前對(duì)象的屬性和方法。

class MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def say_hello(self):        print("Hello, " + self.name + "!")# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("world")# 調(diào)用對(duì)象的方法obj.say_hello()  # 輸出：Hello, world!

3、對(duì)象的屬性和方法

對(duì)象的屬性是指對(duì)象所包含的數(shù)據(jù)成員，對(duì)象的方法是指對(duì)象所包含的函數(shù)成員。在Python中，對(duì)象的屬性和方法可以通過點(diǎn)號(hào)(.)來訪問。

class MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def say_hello(self):        print("Hello, " + self.name + "!")# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("world")# 訪問對(duì)象的屬性和方法print(obj.name)  # 輸出：worldobj.say_hello()  # 輸出：Hello, world!

二、繼承和多態(tài)1、繼承的概念和實(shí)現(xiàn)

繼承是指一個(gè)類可以獲得另一個(gè)類的屬性和方法，從而避免重復(fù)編寫代碼，提高代碼的復(fù)用性和擴(kuò)展性。在Python中，可以使用class關(guān)鍵字來定義繼承關(guān)系，使用super()函數(shù)來調(diào)用父類的方法。

class Animal:    def __init__(self, name):        self.name = name    def eat(self):        print(self.name + " is eating.")class Cat(Animal):    def __init__(self, name, color):        super().__init__(name)        self.color = color    def meow(self):        print(self.name + " is meowing.")# 實(shí)例化對(duì)象cat = Cat("Tom", "white")# 調(diào)用對(duì)象的屬性和方法print(cat.name)  # 輸出：Tomprint(cat.color)  # 輸出：whitecat.eat()  # 輸出：Tom is eating.cat.meow()  # 輸出：Tom is meowing.

2、多態(tài)的概念和實(shí)現(xiàn)

多態(tài)是指同一種類型的對(duì)象，調(diào)用同一個(gè)方法可以產(chǎn)生不同的結(jié)果。在Python中，多態(tài)可以通過方法的重寫和方法的重載來實(shí)現(xiàn)。

方法的重寫是指子類重新定義父類中已有的方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方法的覆蓋。

class Animal:    def __init__(self, name):        self.name = name    def eat(self):        print(self.name + " is eating.")class Cat(Animal):    def __init__(self, name, color):        super().__init__(name)        self.color = color    def eat(self):        print(self.name + " is eating fish.")# 實(shí)例化對(duì)象cat = Cat("Tom", "white")# 調(diào)用對(duì)象的方法cat.eat()  # 輸出：Tom is eating fish.

方法的重載是指在一個(gè)類中定義多個(gè)同名的方法，但是這些方法的參數(shù)類型和個(gè)數(shù)不同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)方法的擴(kuò)展。

class MyClass:    def my_method(self):        print("my_method() without parameter")    def my_method(self, x):        print("my_method() with parameter: " + str(x))# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass()# 調(diào)用對(duì)象的方法obj.my_method()  # 報(bào)錯(cuò)：TypeError: my_method() missing 1 required positional argument: "x"obj.my_method(123)  # 輸出：my_method() with parameter: 123

三、抽象類和接口1、抽象類的定義和實(shí)現(xiàn)

抽象類是指不能被實(shí)例化的類，它只能作為其他類的父類，用于定義抽象方法和屬性。在Python中，可以使用abc模塊來定義抽象類，使用@abstractmethod裝飾器來定義抽象方法和屬性。

from abc import ABC, abstractmethodclass Animal(ABC):    @abstractmethod    def eat(self):        passclass Cat(Animal):    def eat(self):        print("Cat is eating fish.")# 實(shí)例化對(duì)象cat = Cat()# 調(diào)用對(duì)象的方法cat.eat()  # 輸出：Cat is eating fish.

2、接口的定義和實(shí)現(xiàn)

接口是指一組抽象方法和屬性的集合，用于描述類所提供的服務(wù)。在Python中，接口并沒有嚴(yán)格的定義，一般使用抽象類來實(shí)現(xiàn)接口的功能。

from abc import ABC, abstractmethodclass IAnimal(ABC):    @abstractmethod    def eat(self):        passclass Cat(IAnimal):    def eat(self):        print("Cat is eating fish.")# 實(shí)例化對(duì)象cat = Cat()# 調(diào)用對(duì)象的方法cat.eat()  # 輸出：Cat is eating fish.

四、特殊方法1、 __init__方法

__init__方法是指類的構(gòu)造方法，它在類實(shí)例化時(shí)自動(dòng)調(diào)用，用于初始化對(duì)象的屬性。在Python中，可以使用__init__方法來定義類的構(gòu)造方法。

class MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("world")# 訪問對(duì)象的屬性print(obj.name)  # 輸出：world

2、__str__方法

__str__方法是指類的字符串表示方法，它可以將類對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串類型，用于打印對(duì)象時(shí)的輸出。在Python中，可以使用__str__方法來定義類的字符串表示方法。

class MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __str__(self):        return "MyClass(name=" + self.name + ")"# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("world")# 打印對(duì)象print(obj)  # 輸出：MyClass(name=world)

3、其他常用的特殊方法

在Python中，還有許多其他常用的特殊方法，如__eq__方法用于判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等，__lt__方法用于判斷一個(gè)對(duì)象是否小于另一個(gè)對(duì)象，__len__方法用于獲取對(duì)象的長度等。

五、訪問控制1、公有、私有和保護(hù)成員

在Python中，可以使用下劃線(_)來定義公有、私有和保護(hù)成員。公有成員是指可以被任何對(duì)象訪問的成員，私有成員是指只能被類內(nèi)部訪問的成員，保護(hù)成員是指只能被類內(nèi)部和子類訪問的成員。

class MyClass:    def __init__(self, name, age):        self.name = name  # 公有成員        self._age = age  # 保護(hù)成員        self.__gender = "male"  # 私有成員    def say_hello(self):        print("Hello, " + self.name + "!")    def get_gender(self):        return self.__gender# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("Tom", 18)# 訪問對(duì)象的屬性和方法print(obj.name)  # 輸出：Tomprint(obj._age)  # 輸出：18print(obj.get_gender())  # 輸出：maleprint(obj.__gender)  # 報(bào)錯(cuò)：AttributeError: "MyClass" object has no attribute "__gender"

2、訪問控制的實(shí)現(xiàn)方式

在Python中，訪問控制并不是強(qiáng)制性的，只是一種約定俗成的規(guī)范。如果希望強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)訪問控制，可以使用屬性裝飾器@property、@屬性名.setter和@屬性名.deleter來限制屬性的訪問。

class MyClass:    def __init__(self, name, age):        self.name = name        self._age = age    @property    def age(self):        return self._age    @age.setter    def age(self, value):        if value < 0:            raise ValueError("Age cannot be negative.")        self._age = value    @age.deleter    def age(self):        del self._age# 實(shí)例化對(duì)象obj = MyClass("Tom", 18)# 訪問對(duì)象的屬性print(obj.name)  # 輸出：Tomprint(obj.age)  # 輸出：18# 修改對(duì)象的屬性obj.age = 20print(obj.age)  # 輸出：20# 刪除對(duì)象的屬性del obj.ageprint(obj.age)  # 報(bào)錯(cuò)：AttributeError: "MyClass" object has no attribute "_age"

六、代碼示例

下面是一個(gè)完整的示例代碼，包括類和對(duì)象的定義和使用、繼承和多態(tài)的實(shí)現(xiàn)、抽象類和接口的定義和實(shí)現(xiàn)、特殊方法和訪問控制的實(shí)現(xiàn)。

from abc import ABC, abstractmethod# 定義動(dòng)物類class Animal(ABC):    def __init__(self, name):        self.name = name    @abstractmethod    def eat(self):        pass# 定義貓類class Cat(Animal):    def __init__(self, name, color):        super().__init__(name)        self.color = color    def eat(self):        print(self.name + " is eating fish.")    def __str__(self):        return "Cat(name=" + self.name + ", color=" + self.color + ")"# 定義狗類class Dog(Animal):    def __init__(self, name, breed):        super().__init__(name)        self.breed = breed    def eat(self):        print(self.name + " is eating meat.")    def __str__(self):        return "Dog(name=" + self.name + ", breed=" + self.breed + ")"# 定義接口類class IShout(ABC):    @abstractmethod    def shout(self):        pass# 定義黃狗類class YellowDog(Dog, IShout):    def __init__(self, name, breed):        super().__init__(name, breed)    def shout(self):        print(self.name + " is shouting: Wow, wow!")    def __str__(self):        return "YellowDog(name=" + self.name + ", breed=" + self.breed + ")"# 實(shí)例化對(duì)象cat = Cat("Tom", "white")dog = Dog("Spike", "bulldog")yellow_dog = YellowDog("Charlie", "golden retriever")# 調(diào)用方法cat.eat()  # 輸出：Tom is eating fish.dog.eat()  # 輸出：Spike is eating meat.yellow_dog.eat()  # 輸出：Charlie is eating meat.yellow_dog.shout()  # 輸出：Charlie is shouting: Wow, wow!# 輸出對(duì)象的字符串表示print(cat)  # 輸出：Cat(name=Tom, color=white)print(dog)  # 輸出：Dog(name=Spike, breed=bulldog)print(yellow_dog)  # 輸出：YellowDog(name=Charlie, breed=golden retriever)

關(guān)鍵詞：