Python面向对象编程（类的组成）

一.类的组成

1.类的定义

class Person:
    """定义一个表示人的类"""
    pass  # 占位符，表示类体为空（后续会填充具体内容）

• class Person:：定义一个名为 Person 的类。
• pass：暂时不写任何逻辑，留待后续补充。

2.类的属性

（1）类属性（Class Attributes）

class Person:
    species = "Homo sapiens"  # 类属性：所有实例共享
    total_people = 0          # 统计创建了多少个实例

• 特点：
  • 在类内部直接定义，不在方法中。
  • 所有实例共享同一个值。
  • 可以通过 类名.属性名 或 实例.属性名 访问。
• 用途：存储与类相关的全局信息（如物种、计数器）。

（2）实例属性（Instance Attributes）

def __init__(self, name, age):
    self.name = name  # 实例属性：每个实例独立拥有
    self.age = age

• 特点：
  • 在 __init__ 方法中通过 self.属性名 定义。
  • 每个实例有独立的值。
  • 只能通过 实例.属性名 访问。
• 用途：存储单个对象的状态（如姓名、年龄）。

3. 类的方法

(1) 实例方法（Instance Methods）

def greet(self):
    return f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old."

• 特点：
  • 第一个参数是 self，代表调用该方法的实例。
  • 必须通过实例调用（如 person1.greet()）。
  • 可以访问实例属性和其他实例方法。
• 用途：操作实例自身的数据。

(2) 类方法（Class Methods）

@classmethod
def get_species(cls):
    return cls.species

• 特点：
  • 使用 @classmethod 装饰器声明。
  • 第一个参数是 cls，代表类本身。
  • 可通过类名或实例调用（如 Person.get_species()）。
  • 用于操作类级别的数据（如修改类属性）。
• 用途：提供与类相关的功能（如获取默认物种）。

(3) 静态方法（Static Methods）

@staticmethod
def is_adult(age):
    return age >= 18

• 特点：
  • 使用 @staticmethod 装饰器声明。
  • 没有 self 或 cls 参数。
  • 完全独立于类和实例，仅作为逻辑封装。
  • 可通过类名或实例调用（如 Person.is_adult(25)）。
• 用途：实现与类相关但不需要访问类/实例数据的功能（如工具函数）。

4. 特殊方法（魔术方法）

def __str__(self):
    return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"

def __del__(self):
    print(f"{self.name} has been deleted.")

• __str__：控制 print() 或 str() 的输出格式。
• __del__：对象被销毁时自动调用（如引用计数归零）。
• 其他常见魔术方法：__len__, __eq__, __init__ 等。

5.完整代码

class Person:
    # 类属性：所有实例共享
    species = "Homo sapiens"
    total_people = 0

    # 构造函数：初始化实例属性
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        Person.total_people += 1  # 每创建一个实例，计数器+1

    # 实例方法：操作实例数据
    def greet(self):
        return f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old."

    # 类方法：操作类级别的数据
    @classmethod
    def get_species(cls):
        return cls.species

    # 静态方法：独立逻辑封装
    @staticmethod
    def is_adult(age):
        return age >= 18

    # 魔术方法：自定义字符串表示
    def __str__(self):
        return f"Person(name={self.name}, age={self.age})"

    # 析构函数：清理资源
    def __del__(self):
        print(f"{self.name} has been deleted.")
        Person.total_people -= 1  # 销毁实例时计数器-1

# 测试代码
p1 = Person("Alice", 30)
p2 = Person("Bob", 17)

print(p1.greet())                # 实例方法调用
print(Person.get_species())      # 类方法调用
print(Person.is_adult(p2.age))   # 静态方法调用
print(p1)                        # __str__ 生效
print(Person.total_people)       # 类属性访问

del p1                          # 触发 __del__
print(Person.total_people)       # 计数器减少