【Python详解】Python类的详细定义与使用案例

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前言

在Python中，类是一种具有相同属性和方法的对象的抽象。在创建类的实例之前，需要先定义类。一旦定义了类，就可以通过创建其实例来访问其属性和方法。

Python中，类是一种用户自定义的数据类型，它可以表示具有相同属性和方法的对象的集合。以下是Python中类的相关知识点和概念。

一、定义类

类的定义：类通常使用class关键字来定义，类名通常使用首字母大写的驼峰命名法。类的定义一般包括属性和方法。

例如：

class MyClass:  
    # 类的属性  
    my_attribute = 0  
  
    # 类的方法  
    def my_method(self):  
        print("Hello World")
        

二、类的实例化

在完成类的定义后，实际上并不会立即创建一个实例。这就像是一份汽车的蓝图。蓝图可以展示汽车的外观，但本身并不是一辆汽车。你无法直接驾驶蓝图，它只能用来指导真正汽车的建造，而且可以用它来制造多个汽车实例。那么，如何创建类的实例呢？

类的实例化：在创建类的实例时，需要使用类名来调用。创建类的实例可以使用以下语法：

例如：

my_object = MyClass()

这将创建一个名为my_object的类的实例，并将它分配给变量my_object。

需要注意的是：class语句本身并不创建该类的任何实例。所以在类定义完成以后，需要我们进行创建类的实例，即实例化该类的对象。这一点跟Java中的对象或者C++的对象很像，因为都是面向对象的语言。

三、类的方法

方法是类的行为，它可以被多个实例调用。在类中定义方法时，需要在方法名前面添加一个self参数，它代表实例本身。

class MyClass:  
    # 类的属性  
    my_attribute = 0  
  
    # 类的方法  
    def my_method(self):  
        print("Hello World")
        

在这个例子中，my_method是一个类的方法，它可以通过实例来调用。例如：my_object.my_method()。

四、类的继承

继承是Python中一个重要的概念，它可以让一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以通过继承父类的属性和方法来减少代码量。在定义子类时，可以在括号中指定父类。

class ParentClass:  
    # 父类的属性  
    my_attribute = 0  
  
    # 父类的方法  
    def my_method(self):  
        print("Hello World")  
  
class ChildClass(ParentClass):  
    # 子类的属性  
    my_child_attribute = 0  
  
    # 子类的方法  
    def my_child_method(self):  
        print("Hello Children")  
```在这个例子中，ChildClass继承了ParentClass的属性和方法，同时还有自己的属性和方法。子类可以通过super()函数调用父类的方法。例如：super().my_method()。

五、类的初始化_init()函数

在创建类之后，类通常会自动创建一个名为__init__()的方法。这个方法是Python中的一个特殊方法，类似于其他编程语言中的构造函数。每当创建一个类的新实例时，Python会自动调用它。

init()方法必须包含一个名为self的参数，这个参数是实例本身的引用，可以用来访问类中的属性和方法。在__init__()方法中，可以设置实例的初始状态，定义实例的行为和行为规则。

class MyClass:  
    def __init__(self, arg1, arg2):  
        self.arg1 = arg1  
        self.arg2 = arg2  
        self.my_method()  
  
    def my_method(self):  
        print("Hello World")
        

在这个例子中，MyClass定义了一个__init__()方法，它接受两个参数arg1和arg2。在实例化MyClass时，可以传递这两个参数的值，例如：

my_object = MyClass("foo", "bar")

这将创建一个名为my_object的实例，并调用它的构造函数__init__()。构造函数将设置实例的初始状态，即arg1和arg2的值，并调用my_method()方法打印"Hello World"。

在方法调用时会自动传递实际参数self。因此，当__init__()方法只有一个参数时，在创建类的实例时，就不需要指定参数了。

六、类的实例属性

Python中的实例属性是指属于某个类的实例的属性，是与实例相关的属性。Python中的实例属性是指属于某个类的实例的属性，是与实例相关的属性。实例属性可以通过实例来访问和修改，每个实例可以有自己独特的实例属性。

下面是一个简单的Python代码示例，演示了如何定义一个类和实例属性：

class Person:  
    def __init__(self, name, age):  
        self.name = name  # 实例属性  
        self.age = age  # 实例属性  
  
    def say_hello(self):  
        print("Hello, my name is", self.name)  
  
person1 = Person("Alice", 25)  # 创建Person类的实例1  
person2 = Person("Bob", 30)  # 创建Person类的实例2  
  
person1.say_hello()  # 调用实例方法，输出 "Hello, my name is Alice"  
person2.say_hello()  # 调用实例方法，输出 "Hello, my name is Bob"

在这个例子中，定义了一个名为Person的类，它有两个实例属性：name和age。在构造函数__init__()中，使用self.name和self.age来初始化实例属性。在创建Person类的实例时，可以通过传递name和age参数的值来设置每个实例的属性。

通过实例来访问实例属性，可以使用实例变量名后面加上点号和属性名的方式，例如person1.name和person2.age。在这个例子中，通过调用实例方法say_hello()来输出每个实例的名称。

修改实例属性也是通过点号语法进行的，例如person1.name = “Charlie"将把person1的名称修改为"Charlie”。

通过实例属性和实例方法，我们可以在Python中轻松地创建和操作对象实例。

注意：实例属性只能通过实例名访问。

七、类的访问限制

在类内部可以定义属性和方法，外部则可以直接调用属性和方法来操作数据，从而隐藏了类内部的复杂逻辑。然而，Python并没有对属性和方法的访问权限进行限制。为了确保类内部的某些属性和方法不被外部访问，可以在属性和方法名前面添加单下划线（_foo）、双下划线（__foo）或者首尾加双下划线（foo）来限制访问权限。

单下划线的限制是最弱的，它仅表示该属性或方法只适用于类内部使用，子类也可以访问它。双下划线表示该属性或方法是私有的，不能被外部访问，也不能被子类继承。而首尾双下划线表示该属性或方法是极其私有的，只有类本身可以访问，连子类也不能访问。

下面是一个示例代码：

class MyClass:  
    def __init__(self):  
        self._public_attribute = 0  
        self.__private_attribute = 1  
        self.__hidden_attribute = 2  
  
    def _public_method(self):  
        pass  
  
    def __private_method(self):  
        pass  
  
    def __hidden_method(self):  
        pass  
  
my_object = MyClass()  
print(my_object._public_attribute)  # 可以直接访问  
print(my_object._public_method())  # 可以直接调用  
# print(my_object.__private_attribute)  # 无法访问私有属性  
# my_object.__private_method()  # 无法调用私有方法

首尾双下划线表示定义特殊方法，一般是系统定于名字，如__init__()。

以单下划线开头的表示protected（保护）类型的成员，只允许类本身或子类访问，但不能使用“ from module import”的相关语句导入使用。

__foo：双下划线表示private（私有）类型的成员，只允许定义该方法的类本身进行访问，而且也不能通过类的实例进行访问，但是可以通过“类的实例名.类名 __xxx”方式访问。

例如，创建一个Swan类，定义保护属性__neck_swan,并在__init__()方法中访问该属性，然后创建Swan类的实例，并通过实例名输出保护属性__neck_swan，代码如下：

class Swan:
    """天鹅类"""
    __neck_swan = "脖子很长"  
    //这里创建了私有的属性

    def __init__(self):
        print("__init__():", Swan.__neck_swan)


swan = Swan()  # 创建Swan类
print("加入类名：", swan._Swan__neck_swan)
print("直接访问：", swan.__neck_swan)

总结

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