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}"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: 25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: Honda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: True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!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: 3060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。
