Python类的设计：从零开始掌握面向对象编程

什么是类？为什么要使用类？

想象一下，如果你在开发一个宠物商店的管理系统。每个宠物都有名字、年龄、品种等特征，还有吃饭、睡觉等行为。如果不使用类，你可能需要为每个宠物创建多个独立的变量，这样代码很快就会变得混乱。而使用类，我们可以把这些相关的数据和功能打包在一起，形成一个清晰的模板。

让我们来看一个简单的例子：

class Pet:       def __init__(self, name, age, species):           self.name = name        # 宠物的名字           self.age = age          # 宠物的年龄           self.species = species  # 宠物的品种                  def eat(self):           print(f"{self.name}正在开心地吃东西")                  def sleep(self):           print(f"{self.name}睡得香香的")      # 创建一个宠物实例   my_pet = Pet("小花", 2, "猫")   my_pet.eat()    # 输出：小花正在开心地吃东西   

类的核心概念

1. 属性和方法

在类中，我们有两个主要的组成部分：

• 属性：就像宠物的名字、年龄这样的特征

• 方法：就像宠物吃饭、睡觉这样的行为

💡 小贴士：想象类就像一个蛋糕模具，而实例就是用这个模具制作出来的蛋糕。模具决定了蛋糕的基本形状，但每个蛋糕可以有不同的口味和装饰。

2. 构造方法

__init__方法是类的构造方法，它在创建新实例时自动调用。这就像是为新宠物办理"入店登记"，设置它的基本信息：

class Student:       def __init__(self, name, grade):           self.name = name    # 学生姓名           self.grade = grade  # 学生年级           self.scores = []    # 初始化一个空的成绩列表          def add_score(self, score):           self.scores.append(score)   

⚠️ 注意事项：构造方法中的self参数表示实例本身，在调用时不需要手动传递。

3. 私有属性和方法

有时候，我们需要防止类的某些属性或方法被外部直接访问。在Python中，我们可以通过在名称前加上双下划线来创建私有成员：

class BankAccount:       def __init__(self, balance):           self.__balance = balance  # 私有属性                  def get_balance(self):           return self.__balance              def deposit(self, amount):           if amount > 0:               self.__balance += amount           else:               print("存款金额必须大于0")   

类的继承

继承允许我们基于现有的类创建新的类。这就像是在"父母"的基础上，创造出具有相似特征的"孩子"：

class Animal:       def __init__(self, name):           self.name = name              def speak(self):           pass      class Dog(Animal):       def speak(self):           return f"{self.name}说：汪汪汪！"      class Cat(Animal):       def speak(self):           return f"{self.name}说：喵喵喵！"   

🔔 练习题：

1. 创建一个Book类，包含书名、作者、价格等属性，以及一个计算折扣价的方法。

2. 基于上面的Animal类，创建一个新的动物类，并添加一些独特的方法。

实用技巧

1. 类的设计要遵循单一职责原则，每个类只负责一件事情。

2. 给类添加__str__方法，可以自定义实例的字符串表示：

def __str__(self):       return f"这是一个{self.species}，名叫{self.name}"   

3. 使用@property装饰器可以让方法像属性一样被访问。

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