Python面向对象class类属性及子类用法分析

在Python中，面向对象编程是一种强大的编程方法，其中class类是面向对象编程的基本单位。

本文将讲解Python中的class类属性及其子类用法，以及提供两个示例说明。

Class类属性

class类能够定义变量，也就是属性。这些属性通常是定义在class的方法之外的，因此是公用的，即被所有的实例对象共享。

以下是一个class类的例子，其中定义了一个类属性count：

class ExampleClass:
    count = 0

    def __init__(self):
        ExampleClass.count += 1

    def set_ordinal(self, ordinal):
        self.ordinal = ordinal

# 使用示例
e1 = ExampleClass()
e2 = ExampleClass()
print(e1.count) # 输出2
print(e2.count) # 输出2

在上述示例中，count是一个类属性，初始化时值为0，每创建一个实例对象，set_ordinal()方法会自动增加1。

子类用法

在Python中，可以通过继承来创建子类。子类(subclass)可以使用和扩展父类(superclass)的方法和属性，还可以定义自己的方法和属性。

以下是一个使用继承方式创建子类的例子：

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

    def make_sound(self):
        pass # 声音

class Dog(Animal):
    def make_sound(self):
        print("汪汪汪！")

class Cat(Animal):
    def make_sound(self):
        print("喵喵喵！")

# 使用示例
d = Dog("旺财")
c = Cat("小花")

d.make_sound() # 输出 "汪汪汪！"
c.make_sound() # 输出 "喵喵喵！"

在上述示例中，创建了一个Animal类，其中有一个名为make_sound()的方法，但没有定义具体的实现。然后，通过继承Animal类，扩展出Dog类和Cat类，并分别实现其make_sound()方法。

调用子类实例对象的make_sound()方法，该方法会覆盖其父类的实现，从而输出不同的声音。

示例1：优化图书管理系统

使用面向对象编程的优点之一是可以更好地组织代码，特别是对于需要实现多个相关数据类型的应用程序。

以下是一个图书管理系统的示例，它使用类和子类来更好地组织代码，并增加了一些功能：

class Book:
    def __init__(self, title, author, pages):
        self.title = title
        self.author = author
        self.pages = pages

    def __str__(self):
        return f"{self.title} by {self.author} ({self.pages} pages)"

class EBook(Book):
    def __init__(self, format, *args):
        super().__init__(*args)
        self.format = format

    def __str__(self):
        return super().__str__() + f" [eBook in {self.format}]"

class Library:
    def __init__(self):
        self.books = []

    def add_book(self, book):
        self.books.append(book)

    def get_books(self):
        return self.books

# 使用示例
library = Library()
library.add_book(Book("The Divine Comedy", "Dante Alighieri", 798))
library.add_book(EBook("PDF", "The Alchemist", "Paulo Coelho", 113))
library.add_book(Book("Pride and Prejudice", "Jane Austen", 432))

print("当前所有书籍：")
for book in library.get_books():
    print(book)

在上述代码中，定义了三个类：Book、EBook和Library。

Book和EBook是图书的基础类和子类，其中EBook类扩展自Book类，添加属性format（电子书的格式），并以[eBook in {format}]的形式添加到__str__()方法的结尾。

Library类是一个存储图书的容器，其中有add_book()和get_books()两个方法，分别用于添加和获取图书列表。

在使用示例中，我们创建了一个library实例，并添加了三个图书。然后，使用get_books()方法获取所有图书，并以__str__()方法定义的格式打印出来。

示例2：优化公司管理系统

假设一个公司有多种类型的员工，包括管理人员、销售人员和技术人员。为了更好地管理这些员工，我们可以使用面向对象编程中的继承方式，创建类并定义具体实现。

以下是一个示例程序，展示了如何使用Python的继承来创建并组织公司员工：

class Employee:
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name
        self.salary = salary

    def get_salary(self):
        return self.salary

class Manager(Employee):
    def __init__(self, name, salary, bonus):
        super().__init__(name, salary)
        self.bonus = bonus

    def get_salary(self):
        return super().get_salary() + self.bonus

class Salesman(Employee):
    def __init__(self, name, salary, commission):
        super().__init__(name, salary)
        self.commission = commission

    def get_salary(self):
        return super().get_salary() + self.commission

class Engineer(Employee):
    pass # 技术人员

class Company:
    def __init__(self):
        self.employees = []

    def add_employee(self, employee):
        self.employees.append(employee)

    def get_salaries(self):
        return sum([emp.get_salary() for emp in self.employees])

# 使用示例
company = Company()
company.add_employee(Manager("Allen", 120000, 20000))
company.add_employee(Salesman("Tom", 50000, 2000))
company.add_employee(Engineer("Jerry", 60000))

print("员工工资总和：", company.get_salaries())

在上述示例中，定义了四个类：Employee、Manager、Salesman和Engineer。

Employee是员工基础类，其他三个类都扩展自该类。Manager、Salesman和Engineer分别定义三种不同类型的员工，并重写了其父类的get_salary()方法。

Company类是一个存储员工的容器，其中有add_employee()和get_salaries()两个方法，分别用于添加和获取员工列表。

在使用示例中，我们使用Company类创建一个company实例，并添加了三个不同类型的员工。然后，使用get_salaries()方法获取所有员工的工资总和，并以打印出来。