Python 类详解及简单实例

类和实例

在Python中，我们使用class来定义一个类，实例化一个类得到一个对象，这是面向对象编程的基本概念。

class MyClass:
    pass

my_instance = MyClass() # 实例化一个对象

我们可以使用type()函数来查看对象的类型，如：

print(type(my_instance)) # <class '__main__.MyClass'>

当我们实例化一个对象时，Python解释器会自动调用对象的构造函数__init__()，该函数可以接收除self（当前对象）以外的任何参数。

class MyClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

my_instance = MyClass('Jack')
print(my_instance.name) # Jack

属性和方法

类包含属性和方法这两个核心元素。

属性

属性是类中的变量，通过.来访问。

class MyClass:
    class_var = 0 # 类变量，所有类的实例共享

    def __init__(self, name):
        self.name = name # 实例变量，每个实例都独有

my_instance_1 = MyClass('Jack')
my_instance_2 = MyClass('Rose')

print(my_instance_1.class_var) # 0
print(my_instance_2.class_var) # 0

my_instance_1.class_var = 1
print(my_instance_1.class_var) # 1
print(my_instance_2.class_var) # 0

方法

方法是类中的函数，方法包括普通方法和类方法。

普通方法

普通方法第一个参数默认为实例本身，通常以self作为名字。

class MyClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def greet(self):
        print(f'Hello, {self.name}!')

my_instance = MyClass('Jack')
my_instance.greet() # Hello, Jack!

类方法

类方法的第一个参数默认为类本身，通常以cls作为名字，使用@classmethod装饰器来定义。

class MyClass:
    class_var = 0

    @classmethod
    def class_method(cls):
        cls.class_var += 1

my_instance_1 = MyClass()
my_instance_2 = MyClass()

MyClass.class_method() # 修改类变量
print(my_instance_1.class_var) # 1
print(my_instance_2.class_var) # 1

继承

在Python中，我们使用()来指定继承的父类。

class BaseClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def greet(self):
        print(f'Hello, {self.name}!')

class SubClass(BaseClass):
    def greet(self):
        print(f'Hi, {self.name}!')

my_instance_1 = BaseClass('Jack')
my_instance_2 = SubClass('Rose')

my_instance_1.greet() # Hello, Jack!
my_instance_2.greet() # Hi, Rose!

子类可以重写父类的方法和属性，如上面代码中，子类重写了greet()方法。

示例一：模拟银行账户

假设我们要模拟银行账户，每个账户有账号和金额两个属性，有取款和存款两个操作。

class BankAccount:
    def __init__(self, account, balance=0):
        self.account = account
        self.balance = balance

    def deposit(self, amount):
        self.balance += amount
        print(f'Deposited {amount} yuan, now balance is {self.balance} yuan.')

    def withdraw(self, amount):
        if amount <= self.balance:
            self.balance -= amount
            print(f'Withdrawn {amount} yuan, now balance is {self.balance} yuan.')
        else:
            print(f'The balance is not enough, current balance is {self.balance} yuan.')

my_account = BankAccount('123456')
my_account.deposit(1000) # Deposited 1000 yuan, now balance is 1000 yuan.
my_account.withdraw(500) # Withdrawn 500 yuan, now balance is 500 yuan.
my_account.withdraw(1000) # The balance is not enough, current balance is 500 yuan.

示例二：继承与多态

假设我们要模拟几何形体，有圆形和矩形两种形状，有get_area()获取面积的操作。

class GeometricShape:
    def get_area(self):
        return 0

class Circle(GeometricShape):
    def __init__(self, r):
        self.r = r

    def get_area(self):
        return 3.14 * self.r ** 2

class Rectangle(GeometricShape):
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

    def get_area(self):
        return self.a * self.b

my_circle = Circle(5)
my_rectangle = Rectangle(3, 4)
print(my_circle.get_area()) # 78.5
print(my_rectangle.get_area()) # 12