Python基础 5.类

1. 类的定义

在Python中，类是面向对象编程的基本概念之一。类是一种用户自定义的数据类型，它可以包含多个属性和方法，每个对象都是该类的一个实例。类的定义方式如下：

class ClassName:
    #属性和方法

类名一般采用首字母大写的命名方式，建议使用驼峰式命名。

1.1 类的属性

类的属性用来描述类的特征，可以分为两种：

类属性：是类的所有实例共享的，通常在类中定义，有类名来访问。代码如下：

class Person:
    name = 'Tom'
    
print(Person.name)

输出结果为：

Tom

实例属性：是类的每个实例所独有的，通常在构造方法中定义，有实例名来访问。代码如下：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
p = Person('Tom')
print(p.name)

输出结果为：

Tom

1.2 类的方法

类的方法是类所具有的行为，可以分为两种：

类方法：使用@classmethod装饰器修饰，通常用于实现类的特殊功能，比如创建类的实例。代码如下：

class Person:
    @classmethod
    def from_name(cls, name):
        return cls(name)
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
p = Person.from_name('Tom')
print(p.name)

输出结果为：

Tom

实例方法：通常用于操作实例属性，并且至少有一个参数（self）指向实例本身，可以使用实例名或类名来调用。代码如下：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
    def introduce(self):
        return 'My name is ' + self.name
    
p = Person('Tom')
print(p.introduce())

输出结果为：

My name is Tom

2. 继承

Python类支持继承机制，子类可以继承父类的属性和方法，并且可以增加自己的属性和方法。继承的代码如下：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
    def move(self):
        return 'I can move'
    
class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return 'Wang! Wang!'
d = Dog('WangCai')
print(d.name)
print(d.move())
print(d.sound())

输出结果为：

WangCai
I can move
Wang! Wang!

子类会继承父类的所有属性和方法，而且可以重写父类的方法，这样就可以实现多态。

3. 多重继承

Python支持多重继承，即一个子类可以继承多个父类的属性和方法。多重继承的代码如下：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
class Student(Person):
    def study(self):
        return 'I am studying'
    
class Worker(Person):
    def work(self):
        return 'I am working'
    
class Intern(Student, Worker):
    pass
i = Intern('Tom')
print(i.name)
print(i.study())
print(i.work())

输出结果为：

Tom
I am studying
I am working

多重继承的语法比较复杂，应该根据实际情况合理运用。

4. 类属性和实例属性

类属性和实例属性是Python类的两种属性类型，它们的作用不同，应该根据实际情况合理运用。

4.1 类属性

类属性是属于类的属性，通常用于类的全局变量或者常量，可以用类名或者类的实例来访问，即类的所有实例共享类属性。代码如下：

class Animal:
    species = 'mammal'
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        
a = Animal('Dog')
print(a.species)

输出结果为：

mammal

类属性应该和类名相关，不应该和用户输入的实例名相关。

4.2 实例属性

实例属性是属于实例的属性，通常在构造方法中定义，用于描述每个实例的独有性质。实例属性应该由实例名来访问，即每个实例都拥有该属性。代码如下：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.species = 'mammal'
        
a = Animal('Dog')
print(a.species)

输出结果为：

mammal

实例属性应该由实例名来访问，避免和类属性混淆。

5. 静态方法和类方法

Python类还支持静态方法和类方法，这两种方法都不需要传入self参数，它们的作用是相似的，但是用法不同，应该根据实际情况选择使用。

5.1 静态方法

静态方法通常用于实现和类相关的工具函数，不需要访问实例属性或类属性，可以直接调用。静态方法的代码如下：

class Calculator:
    @staticmethod
    def add(x, y):
        return x + y
    
print(Calculator.add(1, 2))

输出结果为：

3

静态方法用@staticmethod修饰，可以通过类名或实例名来调用。

5.2 类方法

类方法通常用于实现和类相关的工具函数，需要访问类属性，可以使用cls来访问。类方法的代码如下：

class Calculator:
    RATE = 0.8
    
    @classmethod
    def discount(cls, price):
        return price * cls.RATE
    
print(Calculator.discount(100))

输出结果为：

80.0

类方法用@classmethod修饰，可以通过类名或实例名来调用，需要传入cls参数来访问类属性。

6. 小结

在Python中，类是面向对象编程的基本概念之一，它可以包含多个属性和方法，每个对象都是该类的一个实例。类支持继承机制，子类可以继承父类的属性和方法，并且可以增加自己的属性和方法。Python还支持多重继承、类属性和实例属性、静态方法和类方法等特性，应该根据实际情况合理使用。