Python 类的基本概念
一、类的概念
在Python编程语言中，类是一种用于创建对象的蓝图。它定义了一组属性和方法，这些属性和方法将被该类的所有实例所共享。通过使用类，我们可以组织代码，使其更加模块化和可重用。
二、定义一个类
在Python中，我们使用class关键字来定义一个类。类可以包含属性（即类的变量）和方法（即类的函数）。下面是一个简单的Point类的例子，它有两个属性x和y。
class Point:
x = 0 # 类属性，所有实例共享
y = 0 # 类属性，所有实例共享
三、创建对象
要创建一个类的实例（即对象），我们可以像调用函数一样调用类。然后，我们可以为这个对象的属性赋值。
p1 = Point() # 创建Point类的实例
p1.x = 2 # 为实例的x属性赋值
p1.y = -5 # 为实例的y属性赋|值
print(p1.x, p1.y) # 输出对象的属性值
四、类的工作原理
4.1 定义类
定义类时，我们使用class关键字，并在类体中定义属性和方法。方法通常以self作为第一个参数，它代表类的实例本身。
4.2 创建对象
创建对象时，我们通过调用类名并传递必要的参数来实例化类。
4.3 访问属性和方法
我们使用点符号（.）来访问对象的属性和方法。
4.4 修改属性
我们可以直接修改对象的属性值。
4.5 继承
Python支持类的继承，允许我们创建子类，从父类那里继承属性和方法。
# 假设Point类定义如上
p1 = Point()
p1.x = 7
p1.y = -3
p1.name = "Tyler Durden" # 动态添加新属性
print(p1.x, p1.y, p1.name) # 输出对象的属性值
五、self关键字
在Python中，self关键字用于在类的内部引用类的实例。当我们在类中定义方法时，self是必须的第一个参数，它允许方法访问和操作调用它的实例的属性和方法。
class Dog:
def __init__(self, name):
self.name = name # 'self.name'指的是实例属性'name'
def bark(self):
return f"{self.name} barks!" # 'self.name'指的是实例的'name'属性
5.1 self在方法中的作用
在实例方法中，self代表调用该方法的实例。它提供了对该实例的属性和其他方法的访问。
5.2 self作为第一个参数
在定义实例方法时，self必须是第一个参数，尽管在调用方法时不需要显式传递它。
my_dog = Dog("Buddy")
print(my_dog.bark()) # 调用方法时不需要传递'self'
六、Python类的构造函数
在Python中，类的构造函数是一种特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象。构造函数通过__init__()方法定义，该方法在创建类的新实例时自动调用。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y # 初始化实例的'x'和'y'属性
6.1 __init__()方法
__init__()方法是构造函数，它在创建新对象时自动被调用。它通常接受self作为第一个参数，然后是初始化对象所需的任何其他参数。
6.2 初始化对象
构造函数主要用于通过初始化其属性来设置对象的初始状态。
6.3 自动调用
我们不需要直接调用__init__()方法；它在创建新对象时自动运行。
6.4 可选参数
我们可以自定义构造函数以接受可选参数并设置默认值。
七、在类中定义方法
在Python中，方法是定义在类中的函数，它们操作该类的实例。方法通常以self作为第一个参数。
class Point:
def set_location(self, x, y):
self.x = x
self.y = y # 设置实例的'x'和'y'属性
def distance_from_origin(self):
return (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5 # 计算距离原点的距离
要调用这些方法，我们使用以下语法：
p = Point()
p.set_location(3, -4)
print(p.distance_from_origin()) # 输出点到原点的距离
7.1 self参数
每个实例方法都必须有self作为其第一个参数。它指的是调用该方法的实例，并允许访问其属性和其他方法。
7.2 调用方法
当我们调用对象上的方法时，我们不需要传递self参数。Python会自动将实例作为第一个参数传递。
7.3 额外参数
方法可以接受额外的参数，就像常规函数一样。
7.4 返回值
方法可以像函数一样返回值，允许结果在其他地方使用。
八、__str__方法
Python中的__str__方法是一种特殊的方法，它提供了对象的人类可读的字符串表示。当使用print()函数或str()函数时，它会自动被调用。__str__方法应该返回一个字符串，该字符串提供了对象的有意义的描述。
class Point:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def __str__(self):
return f"({self.x}, {self.y})" # 自定义对象的字符串表示
现在，当我们打印这个类的对象时，它会显示在__str__方法中定义的自定义字符串格式。
p = Point(3, -4)
print(p) # 输出自定义格式的字符串
8.1 自定义字符串表示
通过覆盖__str__方法，我们可以定义对象作为字符串显示时的格式。
8.2 可读的输出
__str__方法返回的字符串应该易于用户阅读和理解。
8.3 自动调用
__str__方法会在调用print()或str()时自动被调用。
九、结论
在Python中，类提供了一种强大的方式来组织代码，通过将相关的数据和功能组合在一起。借助构造函数、方法和self关键字，我们可以创建封装了状态和行为的对象。无论您是在构建简单的应用程序还是复杂的系统，掌握类的使用是成为熟练Python程序员的重要步骤。