掌握 Python 类定义的五大要点-51CTO.COM

在 Python 中，类是面向对象编程的核心。通过类，我们可以创建自定义数据类型，封装数据和方法，实现代码的复用性和模块化。本文将详细介绍 Python 类定义的五大要点，帮助你更好地理解和使用类。

1. 定义类的基本语法

首先，让我们来看看如何定义一个基本的类。类的定义使用 class 关键字，后跟类名和冒号。类体包含类的方法和属性。

class Dog:
    # 类属性
    species = "Canis familiaris"

    # 初始化方法
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 实例方法
    def description(self):
        return f"{self.name} is {self.age} years old."

    # 另一个实例方法
    def speak(self, sound):
        return f"{self.name} says {sound}"1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

代码解释：

class Dog: 定义了一个名为 Dog 的类。
species = "Canis familiaris" 是一个类属性，所有实例共享这个属性。
__init__ 方法是一个特殊方法，用于初始化新创建的对象。self 参数代表实例本身。
description 和 speak 是实例方法，可以通过实例调用。

2. 初始化方法 init

__init__ 方法是一个特殊方法，也称为构造函数。它在创建类的实例时自动调用，用于初始化对象的状态。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

# 创建实例
person1 = Person("Alice", 30)
person2 = Person("Bob", 25)

print(person1.name)  # 输出: Alice
print(person2.age)   # 输出: 251.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

代码解释：

__init__ 方法接收两个参数 name 和 age，并将它们赋值给实例的属性。
创建 Person 类的实例时，传入 name 和 age 参数，这些参数被传递给 __init__ 方法。

3. 类属性 vs 实例属性

类属性是所有实例共享的属性，而实例属性是每个实例独有的属性。

class Car:
    # 类属性
    wheels = 4

    def __init__(self, make, model):
        # 实例属性
        self.make = make
        self.model = model

# 创建实例
car1 = Car("Toyota", "Corolla")
car2 = Car("Honda", "Civic")

print(car1.wheels)  # 输出: 4
print(car2.wheels)  # 输出: 4
print(car1.make)    # 输出: Toyota
print(car2.make)    # 输出: Honda1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.

代码解释：

wheels 是一个类属性，所有 Car 实例共享这个属性。
make 和 model 是实例属性，每个 Car 实例都有自己的 make 和 model 属性。

4. 方法的类型

Python 类中有三种方法：实例方法、类方法和静态方法。

实例方法：最常用的方法，第一个参数必须是 self，代表实例本身。
类方法：使用 @classmethod 装饰器定义，第一个参数是 cls，代表类本身。
静态方法：使用 @staticmethod 装饰器定义，不接收 self 或 cls 参数。

class Circle:
    pi = 3.14159

    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    # 实例方法
    def area(self):
        return Circle.pi * (self.radius ** 2)

    # 类方法
    @classmethod
    def from_diameter(cls, diameter):
        return cls(diameter / 2)

    # 静态方法
    @staticmethod
    def is_positive(number):
        return number > 0

# 创建实例
circle1 = Circle(5)
circle2 = Circle.from_diameter(10)

print(circle1.area())  # 输出: 78.53975
print(circle2.area())  # 输出: 78.53975
print(Circle.is_positive(5))  # 输出: True1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.

代码解释：

area 是一个实例方法，计算圆的面积。
from_diameter 是一个类方法，根据直径创建 Circle 实例。
is_positive 是一个静态方法，判断一个数是否为正数。

5. 继承和多态

继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。多态是指子类可以覆盖或扩展父类的方法。

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        raise NotImplementedError("Subclass must implement this abstract method")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Meow!"

# 创建实例
dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Whiskers")

print(dog.speak())  # 输出: Buddy says Woof!
print(cat.speak())  # 输出: Whiskers says Meow!1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.

代码解释：

Animal 类是一个基类，定义了 speak 方法，但没有具体实现。
Dog 和 Cat 类继承自 Animal 类，并实现了 speak 方法。
创建 Dog 和 Cat 实例时，调用各自的 speak 方法。

实战案例：银行账户管理系统

假设我们要创建一个简单的银行账户管理系统，包括账户类和交易类。我们将使用类和继承来实现这一功能。

class Account:
    def __init__(self, account_number, balance=0):
        self.account_number = account_number
        self.balance = balance

    def deposit(self, amount):
        if amount > 0:
            self.balance += amount
            print(f"Deposited {amount}. New balance: {self.balance}")
        else:
            print("Deposit amount must be positive.")

    def withdraw(self, amount):
        if 0 < amount <= self.balance:
            self.balance -= amount
            print(f"Withdrew {amount}. New balance: {self.balance}")
        else:
            print("Invalid withdrawal amount.")

    def get_balance(self):
        return self.balance

class SavingsAccount(Account):
    def __init__(self, account_number, balance=0, interest_rate=0.01):
        super().__init__(account_number, balance)
        self.interest_rate = interest_rate

    def add_interest(self):
        interest = self.balance * self.interest_rate
        self.deposit(interest)
        print(f"Added interest of {interest}. New balance: {self.balance}")

# 创建实例
account1 = Account("1234567890", 1000)
savings_account1 = SavingsAccount("0987654321", 2000, 0.02)

account1.deposit(500)  # 输出: Deposited 500. New balance: 1500
account1.withdraw(200)  # 输出: Withdrew 200. New balance: 1300

savings_account1.deposit(1000)  # 输出: Deposited 1000. New balance: 3000
savings_account1.add_interest()  # 输出: Added interest of 60.0. New balance: 30601.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.

代码解释：

Account 类是基类，定义了存款、取款和获取余额的方法。
SavingsAccount 类继承自 Account 类，增加了计算利息的功能。
创建 Account 和 SavingsAccount 实例，测试各种方法的调用。

总结

本文介绍了 Python 类定义的五大要点：

基本语法：使用 class 关键字定义类。
初始化方法 init：用于初始化对象的状态。
类属性 vs 实例属性：类属性共享，实例属性独有。
方法的类型：实例方法、类方法和静态方法。
继承和多态：子类可以继承父类的属性和方法，并可以覆盖或扩展这些方法。

通过实战案例，我们进一步巩固了对类的理解和应用。

掌握 Python 类定义的五大要点

1. 定义类的基本语法

2. 初始化方法 __init__

3. 类属性 vs 实例属性

4. 方法的类型

5. 继承和多态

实战案例：银行账户管理系统

总结

2. 初始化方法 init