Python面向对象实战教程

一、Python面向对象编程简介

Python是一种面向对象编程语言，它将数据和操作数据的方法组合成对象，对象具有某种行为和特性，是现实世界中的实体的抽象。在Python中，类是对象的抽象，它定义了一组属性和方法，通过实例化类可以创建对象。Python支持多重继承，因此可以通过继承实现类之间的代码复用和功能扩展。
二、Python类的定义
在Python中，可以通过关键字class定义一个类。下面是一个简单的类定义：
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.name = name
       self.age = age

   def get_name(self):
       return self.name

   def get_age(self):
       return self.age

   def set_name(self, name):
       self.name = name

   def set_age(self, age):
       self.age = age
这个类名为Person，它有两个属性（name和age）和四个方法（init、get_name、get_age和set_age）。init方法是特殊的方法，用于初始化对象的属性。在这个例子中，init方法将name和age作为参数，并将它们存储为对象的属性。其他方法则用于获取和设置属性的值。
三、Python对象的创建
要创建一个对象，可以使用类名和括号创建一个实例。下面是一个创建Person对象的例子：
person = Person("Alice", 25)
这个例子创建了一个名为person的Person对象，它的name属性为"Alice"，age属性为25。
四、Python对象的属性访问
要访问对象的属性，可以使用点号运算符。例如，要访问person对象的name属性，可以使用以下代码：
name = person.name
这个例子将person对象的name属性的值赋值给了变量name。
五、Python对象的方法调用
要调用对象的方法，可以使用点号运算符和括号。例如，要调用person对象的get_name方法，可以使用以下代码：
name = person.get_name()
这个例子调用了person对象的get_name方法，并将返回的值赋值给了变量name。
六、Python继承
Python支持单继承和多重继承。要继承一个类，可以在类定义中指定基类的名称。下面是一个继承Person类的例子：
class StudentTeacher(Person, Teacher):
   def __init__(self, name, age, grade, subject):
       Person.__init__(self, name, age)
       Teacher.__init__(self, subject)
       self.grade = grade
   def get_grade(self):
       return self.grade
   def set_grade(self, grade):
       self.grade = grade
这个类名为StudentTeacher，它继承自Person和Teacher类。它有两个额外的属性（grade和subject）和两个方法（get_grade和set_grade）。init方法使用Person和Teacher类的init方法分别初始化对象的属性，并将grade作为一个额外的参数。这样就可以使用多重继承来扩展类的功能。
八、Python类的私有属性和方法
在Python中，可以使用双下划线来定义私有属性和方法。私有属性和方法只能在类内部访问，外部无法直接访问。下面是一个私有属性和方法的例子：
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.__name = name
       self.__age = age

   def __get_name(self):
       return self.__name

   def __get_age(self):
       return self.__age

   def __set_name(self, name):
       self.__name = name

   def __set_age(self, age):
       self.__age = age
在这个例子中，name和age属性被定义为私有属性，get_name、get_age、set_name和set_age方法被定义为私有方法。它们都使用双下划线作为前缀，这意味着它们只能在类内部访问。
九、Python类的装饰器
Python类的装饰器可以用来修改类的行为或添加额外的功能。常用的装饰器包括@property和@staticmethod。下面是一个@property装饰器的例子：

class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.__name = name
       self.__age = age

   @property
   def name(self):
       return self.__name

   @name.setter
   def name(self, name):
       self.__name = name

   @property
   def age(self):
       return self.__age

   @age.setter
   def age(self, age):
       self.__age = age
在这个例子中，name和age属性被定义为私有属性。使用@property装饰器可以将它们转换为公共属性，并使用setter方法来设置它们的值。

十、Python类的继承方法
Python类继承方法包括覆盖、扩展和调用基类方法。覆盖是指在子类中重写父类的方法，以改变方法的行为。扩展是指在子类中添加额外的方法，以扩展父类的功能。调用基类方法是指在子类中调用父类的方法，以重用其功能。下面是一个例子：

class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.__name = name
       self.__age = age

   def get_name(self):
       return self.__name

   def get_age(self):
       return self.__age

class Student(Person):
   def __init__(self, name, age, grade):
       super().__init__(name, age)
       self.__grade = grade

   def get_grade(self):
       return self.__grade

   def set_grade(self, grade):
       self.__grade = grade

   def get_name(self):
       return "Student name: " + super().get_name()

   def get_age(self):
       return "Student age: " + str(super().get_age())
在这个例子中，Student类继承自Person类。它有一个额外的属性（grade）和两个方法（get_grade和set_grade）。它还覆盖了Person类的get_name和get_age方法，以扩展它们的功能。在get_name方法中，使用super()函数调用基类的get_name方法，并在返回值前添加"Student name: "前缀。在get_age方法中，使用super()函数调用基类的get_age方法，并将返回值转换为字符串，并在前面添加"Student age: "前缀。
十一、Python类的特殊方法
Python类有一些特殊方法，它们以双下划线开头和结尾。这些特殊方法可以用于操作类的实例，例如创建、初始化、比较、运算和迭代。下面是一些常用的特殊方法：
__init__(self, ...)：初始化方法，在创建类的实例时被调用。
__str__(self)：将类的实例转换为字符串。
__eq__(self, other)：比较方法，用于检查两个对象是否相等。
__lt__(self, other)：比较方法，用于检查一个对象是否小于另一个对象。
__add__(self, other)：加法方法，用于将两个对象相加。
__iter__(self)：迭代方法，用于将类的实例转换为迭代器。
下面是一个使用特殊方法的例子：
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.__name = name
       self.__age = age

   def __str__(self):
       return f"{self.__name} ({self.__age})"

   def __eq__(self, other):
       return self.__name == other.__name and self.__age == other.__age

class Student(Person):
   def __init__(self, name, age, grade):
       super().__init__(name, age)
       self.__grade = grade

   def __str__(self):
       return f"{super().__str__()} {self.__grade}"

   def __lt__(self, other):
       return self.__grade < other.__grade

   def __add__(self, other):
       return self.__grade + other.__grade

   def __iter__(self):
       yield self.__name
       yield self.__age
       yield self.__grade

在这个例子中，Person类定义了str和eq方法。Student类覆盖了Person类的str方法，以添加其额外的属性（grade）。它还定义了lt和add方法，用于比较和加法运算。最后，它定义了iter方法，以将类的实例转换为迭代器。

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