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【Python学习】面向对象（OOP）

news 2025/7/2 22:31:43

让我们从Python面向对象编程（OOP）的基础概念开始，逐步深入到继承、多态、特殊方法和运算符重载。

一、类和对象

什么是类和对象？

- 类（Class）：类是创建对象的蓝图或模板。它定义了一组属性和方法，这些属性和方法描述了对象的行为和状态。
- 对象（Object）：对象是类的实例。每个对象都有属于自己的数据和方法。

1、定义类

在Python中，使用 `class` 关键字定义一个类。

class Dog:# 类属性species = "Canis familiaris"# 初始化方法（构造函数）def __init__(self, name, age):self.name = name  # 实例属性self.age = age    # 实例属性# 实例方法def description(self):return f"{self.name} is {self.age} years old"# 实例方法def speak(self, sound):return f"{self.name} says {sound}"

2、创建对象

创建对象的过程称为实例化。

# 创建一个Dog类的实例
my_dog = Dog("Buddy", 3)# 访问实例属性
print(my_dog.name)  # 输出: Buddy
print(my_dog.age)   # 输出: 3# 调用实例方法
print(my_dog.description())  # 输出: Buddy is 3 years old
print(my_dog.speak("Woof Woof"))  # 输出: Buddy says Woof Woof

二、继承和多态

继承

继承允许我们定义一个类，该类可以继承另一个类的属性和方法。被继承的类称为父类或基类，新类称为子类或派生类。

# 定义一个基类
class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")# 定义一个派生类
class Dog(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Woof Woof"class Cat(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Meow"

多态

多态是指同一个方法在不同的类中有不同的实现。它允许我们在不考虑对象具体类型的情况下使用对象。

animals = [Dog("Buddy"), Cat("Whiskers")]for animal in animals:print(animal.speak())# 输出:
# Buddy says Woof Woof
# Whiskers says Meow

三、特殊方法和运算符重载

特殊方法

特殊方法（也称为魔术方法）是Python中以双下划线开头和结尾的方法。这些方法在特定情况下会被自动调用。

常见的特殊方法包括：

`__init__(self, ...)`：构造函数，在对象初始化时调用。

`__str__(self)`：在使用 `print()` 函数或 `str()` 函数时调用，返回一个字符串。
`__repr__(self)`：在使用 `repr()` 函数或调试时调用，返回一个字符串。

class Dog:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef __str__(self):return f"{self.name} is {self.age} years old"def __repr__(self):return f"Dog(name={self.name}, age={self.age})"

运算符重载

运算符重载允许我们定义对象如何响应内置运算符。例如，我们可以定义两个对象相加时的行为。

class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)def __str__(self):return f"Vector({self.x}, {self.y})"v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(5, 7)
v3 = v1 + v2
print(v3)  # 输出: Vector(7, 10)