python - 类和对象：面向对象、继承、组合-优快云博客

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2025.2.25更新：
有点晦涩混乱，重新梳理一下

面向对象编程

用造物主的视角去编写程序。也是一种代码封装的方法，就是将相关的数据和实现的函数封装到了一起，每封装一个类，就如同创造出了一类物种，再顺着物种去逐个创造生物——也就是对象。

面向对象编程的三个特点：封装、继承、多态。

对象和类

先从现实世界开始。我们描述一个物件或生物，可以通过它的静态属性特征、动态行为特征两方面去描述，例如描述一只狸花猫，它的静态属性可以有虎纹、大耳朵、全包眼线，动态特征则可以有会跳、会打架、会睡觉。

对应到对象里，猫这个对象就具有了属性和方法的描述。所以可得：对象的描述 = 属性 + 方法。
（一般好像会写作对象 = 属性 + 方法，但对我来说容易混淆，故为了区分类和实例化对象做了自己的修改。）

在得到一个对象之前，先创建类，再创建对象。就比如先做模具，再批量生产。

# 类名称开头约定大写
class Lihuacat :
	color = 'tigerlook'
	ear_features = 'bigears'
	eye_features = 'full-coverage eyeliner'
	
	# self参数是什么？见下文展开
	def jump(self):
		print('我跳！')
	
	def beat(self):
		print('我打！')
		
	def bite(self):
		print('我咬！')

可以看到，在代码层面的体现上，属性，就是写在类里面的变量；方法，就是写在类里面的函数。

对象实例化

这时候，完成了类的创建，这个类的内部包含的是对这一类对象的描述。接下来，根据这个描述，我们再去创建真正的对象——这便是对象实例化。

如何完成对象实例化？将类赋值到一个变量，即完成了一个对象的实例化，这个变量才是真正被创造出来了的对象。

# 就这样完成对象实例化
lhc = Lihuacat()

# 然后就可以通过lhc这个对象调用类中的属性或方法了

类和对象的使用

通过对象调用类中的属性和方法

完成对象实例化之后呢，于是类里面的属性（变量）和方法（函数）都可以通过这个实例化对象用点操作符连接，像调用函数一样来进行调用:

print(lhc.color)
>>>tigerlook

lhc.bite()
>>>我咬！

利用类创建更多类似的对象

前面说到类就如同模具，所以同理，一个类可以创造出无数个对象，只需要赋值到不同的变量名就可以了：

lhc = Lihuacat()
lhc1 = Lihuacat()
lhc2 = Lihuacat()

创建好的对象可以随意修改它的属性值了，也可以给它增添属性:

lhc1.ear_features = 'smallears'
lhc2.color = 'lionlook'
lhc.paw = 'white'

此时再重新调用lhc1或lhc2，输出的就是各自修改后的属性值了，同时也可以印证，同一个类创建的不同对象之间不会共享数据，就像一个物种中的不同生物个体也是各长各的。

self参数

类中的每一个实例方法都必须将 self 作为第一个参数。因为，同一个类可以生成无数个对象，由上文也已知不同对象的方法是各论各的，当一个对象的方法被调用的时候，对象会将自身的引用作为第一个参数传给该方法，于是python就知道需要操作哪个对象的方法了，就像同一个模具生产出来的产品有不同的编号，对不同产品做处理就传入不同的编号，这就是self参数的用处。

打个比方说，我们写一个点名的类，当作点名名单纸，利用这个类里的方法体现一下self参数的传递：

class roll_call:
	# 写一个创建姓名属性的方法
	def stu_name(self,name):
		# self.name是实例的一个属性，这里意思是本方法将外部传入的名字给到名为name的实例属性
		self.name = name
		
	# 再写一个点名方法
	def call(self):
		print("嘿！%s，你被老师点到辣！" % self.name)

# 有了点名单这个载体后，我们来创建几个学生名字实体
a = roll_call()
b = roll_call()
c = roll_call()

# 分别各自调用类中创建姓名方法，单独改好不同对象对应的学生名字
a.stu_name('Alice')
b.stu_name('Bob')
c.stu_name('Carol')

# 接下来再各自调用类中的点名方法，不同对象就得到不同点名
a.call()
>>>嘿！Alice，你被老师点到辣！

b.call()
>>>嘿！Bob，你被老师点到辣！

c.call()
>>>嘿！Carol，你被老师点到辣！

继承

面向对象编程的第二个重要特性：继承，通过继承创建的类我们叫子类，这些子类可以继承现有类，亦即父类的属性和方法。通过继承，子类可以复用父类的代码，也可以添加自己独特的属性和方法，或者对父类的方法进行重写。

子类与父类

父类：也叫基类或超类，定义了通用的属性和方法。
子类：也称为派生类，继承父类的属性和方法，还可添加新特性或重写父类方法。

试着创建包含继承关系的类：

# 定义父类
class Parent:
    def parent_method(self):
        print("这是父类的方法")

# 定义子类,即将父类名添个括号加在子类名后面表示继承关系
class Child(Parent):
    pass 	# 写个占位符示例一下、

# 实例化父类对象
p = Parent()
# 实例化子类对象
c = Child()

# 子类对象可调用父类方法
c.parent_method()

>>>这是父类的方法

不过要注意，如果子类中有与父类同名的方法或属性，则在通过子类调用父类方法时，子类中的那个同名的方法会覆盖掉父类的方法，也就是如果同名，调用子类的方法时输出优先级子类比父类高。比如说：

class Parent:
	    def method(self):
	        print("这是父类的方法")
	        
class Child(Parent):
    def method(self):
        print("这是子类的方法")

# 实例化父类对象
p = Parent()
# 实例化子类对象
c = Child()

# 再调用时：
c.method()

>>>这是子类的方法

那么，一个子类能否继承多个父类呢？答案是可以的，这就是：

多重继承

Python 支持一个子类同时继承多个父类，子类可从多个父类获取属性和方法。

在多重继承中，当子类调用一个方法或访问一个属性时，Python 会按照从左到右的顺序在父类中查找。除非子类调用的方法或属性在左边的父类中查找不到，才会到右边下一个父类里查找。这种查找顺序也被称为方法解析顺序（Method Resolution Order，MRO）。可以通过类名.mro 查看具体的查找顺序。

class Parent1:
    def method(self):
        print("Parent1 method")

class Parent2:
    def method(self):
        print("Parent2 method")

class Child(Parent1, Parent2):
    pass

c = Child()
c.method()  

>>>Parent1 method

# 查看 MRO
print(Child.__mro__)#输出结果会显示一个元组，元组中的元素表示 Python 在查找方法和属性时的顺序。

不过，多重继承很容易导致代码混乱，所以非必要还是尽量避开使用。

判断从属关系的函数

isinstance 函数

用于判断一个对象是否是某个类或其子类的实例，返回布尔值。

print(isinstance(child_obj, Child))  # 输出: True
print(isinstance(child_obj, Parent)) # 输出: True

issubclass 函数

用于判断一个类是否是另一个类的子类，返回布尔值。

print(issubclass(Child, Parent))  # 输出: True

组合

假如说，想要把几个类放在一起，组成新的类，那么就是组合。比如说，公园里有动物有植物，我们想把动物类和植物类放进公园类里，可以这么写：

class Plants:
	def __init__(self,x):
		self.num = x
		
class Animals:
	def __init__(self,x):
		self.num = x
		
class Parks:
	def __init__(self,x,y):
		self.plants = Plants(x)
		self.animals = Animals(y)
	
	def print_num(self):
		print("公园里总共有植物%d种,动物%d种"%(self.plants.num,self.animals.num))
		
parks = Parks(2,3)
parks.print_num()


>>>公园里总共有植物2种,动物3种