python之class类和方法的用法详解

Python之class类和方法的用法详解

在Python中，class关键字用来定义类。类是面向对象编程中最重要的概念之一，它是一种数据类型，一个类可以包含多个方法和属性。类的实例化可以通过“对象 = 类名()”语句实现，其中“类名()”表示调用类的构造方法返回一个类的实例化对象。

定义和使用类

我们可以通过以下语法定义一个类：

class ClassName:
    # 属性
    variable = ""

    # 方法
    def function(self):
        pass

其中class后面的名称即为类名，属性定义在方法外面，方法定义在方法内部。

下面是一个简单的例子，我们定义了一个Student类，其中包含了一个name属性和一个study方法：

class Student:
    # 属性
    name = ""

    # 方法
    def study(self, course):
        print("{} is studying {}.".format(self.name, course))

我们可以通过以下语句实例化一个Student对象：

stu = Student()

然后我们可以设置其属性，并调用其方法：

stu.name = "Alice"
stu.study("Python")

输出结果为：

Alice is studying Python.

构造方法

构造方法是类的特殊方法之一，用于在实例化类的时候进行初始化操作。在Python中，构造方法以“init”为方法名，通过“self”参数传递类的实例化对象。

例如，我们可以为Student类添加如下构造方法：

class Student:
    # 构造方法
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    # 方法
    def study(self, course):
        print("{} is studying {}.".format(self.name, course))

我们可以通过以下语句实例化一个Student对象：

stu = Student("Alice")

此时，stu的name属性已经被初始化为"Alice"。我们可以直接调用其study方法：

stu.study("Python")

输出结果为：

Alice is studying Python.

继承和多态

在面向对象编程中，继承是一种常见的概念。可以通过继承来实现类的复用。在Python中，可以通过在定义类时加上括号，并指定继承的父类来实现继承。例如：

class Teacher(Student):
    # 方法
    def teach(self, course):
        print("{} is teaching {}.".format(self.name, course))

在上面的代码中，我们定义了一个Teacher类，它继承了Student类。现在，Teacher类不仅拥有Student类中的所有属性和方法，还新增了一个teach方法。

我们可以通过以下语句实例化一个Teacher对象：

teach = Teacher("John")

由于Teacher类继承了Student类，因此该对象的name属性已经被初始化为"John"。我们可以调用其study和teach方法，例如：

teach.study("Python")
teach.teach("Python")

输出结果为：

John is studying Python.
John is teaching Python.

多态是面向对象编程中的另一种重要概念。它可以在不同的继承类中实现相同的方法。例如，我们可以为Student类和Teacher类中的study方法提供不同的实现：

class Teacher(Student):
    # 方法
    def study(self, course):
        print("{} is preparing to teach {}.".format(self.name, course))

    def teach(self, course):
        print("{} is teaching {}.".format(self.name, course))

现在，Teacher类中的study方法已被修改，我们可以通过以下语句实例化Teacher对象和Student对象：

stu = Student("Alice")
teach = Teacher("John")

对于这两个对象，我们都可以调用study方法，例如：

stu.study("Python")
teach.study("Python")

输出结果为：

Alice is studying Python.
John is preparing to teach Python.

示例说明

下面给出一个简单的示例说明，我们定义了一个Person类，其中包含了一个name属性和一个speak方法：

class Person:
    # 构造方法
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    # 方法
    def speak(self, content):
        print("{} says '{}.'".format(self.name, content))

我们也可以定义一个Chinese类，它继承了Person类，并重写了speak方法：

class Chinese(Person):
    # 重写方法
    def speak(self, content):
        print("{} says '{}.' in Chinese.".format(self.name, content))

现在，我们可以通过以下语句实例化一个Chinese对象：

c = Chinese("张三")

我们可以调用其speak方法：

c.speak("你好")

输出结果为：

张三 says '你好.' in Chinese.

另外一个例子是实现一个Shape类，其中包含一个获取面积的抽象方法：

import math

class Shape:
    # 抽象方法
    def area(self):
        pass

class Circle(Shape):
    # 构造方法
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    # 重写抽象方法
    def area(self):
        return self.radius * self.radius * math.pi

这里的Shape类是一个抽象类（因为其中定义了一个抽象方法），无法进行实例化。我们定义了一个Circle类，它继承了Shape类，实现了一个面积的计算方法。我们可以通过以下语句实例化一个Circle对象：

c = Circle(5)

我们可以调用其area方法：

print(c.area())

输出结果为：

78.53981633974483