一、概念
什么是类？
类是对现实世界事物的一种抽象，这些事物拥有相同的数据属性，相同的行为，只是在个体表达上具有独立的数据。例如：我们可以将现实世界的小狗抽象为Python中的类，它们都拥有年龄，毛色等属性数据，吃、跑等相同的行为，只是不同品种的小狗拥有不同的属性数据。
为什么需要类？
我们学习过函数、模块和包，都是在不同维度对数据或逻辑的一种抽象，实现代码的复用；然而随着程序复杂度增加，数据和处理逻辑变多，代码管理开始变得混乱，类让数据和操作这些数据的函数“住到一个地方”—— 同一对象的数据和行为耦合在一起，更好组织代码。 同时，通过类，我们可以让调用方不直接操作属性，属性对外不可见，属性的获取或着修改都必须通过行为函数，达到数据的封装目的。
二、类的定义
1、基本语法结构
类的定义：
classClassName: <语句-1> . . . <语句-N>
类的实例化：
变量名 = 类名()
示例：
classMyClass:"""一个简单的示例类""" i = 12345deff(self):return'hello world'
类的实例化使用：
x = MyClass()
2、对象实例创建方法 __new__
__new__是一个特殊的方法，名称前后各有两对下划线，它在对象实例化过程的最前面执行，用于真正创建一个对象实例。
是否需要自定义实现__new__方法？
答：在大多数日常情况下，不需要重写__new__，只需要重写__init__完成对象初始化即可。
什么时候需要自定义__new__方法？
答：需要自定义对象的创建过程的时候。
示例：
classDemo:def__new__(cls, *args, **kwargs): print(">>> __new__ called") obj = super().__new__(cls)return objdef__init__(self, val): print(">>> __init__ called") self.val = vald = Demo(42)print("Value:", d.val)
输出：
>>> __new__ called>>> __init__ calledValue: 42
3、初始化方法 __init__
__init__是一个特殊的方法，名称前后各有两对下划线，它不需要也不应该手动调用，它是由解释器在对象创建时自动执行的。
用途：
基本语法：
classClassName:def__init__(self, …):# 初始化代码
- 首个参数为
self，表示当前方法属于实例，而非class - 后边可以可选的接收多个参数，在构造实例对象时必须传入的值，接受位置参数，默认参数，任意数量参数。
示例：
classPoint:def__init__(self, x=0, y=0): self.x = x self.y = yp1 = Point() # 默认为 (0, 0)p2 = Point(5, 10) # 自定义坐标print(p1.x, p1.y) # 0 0print(p2.x, p2.y) # 5 10
4、类的属性
属性（attribute） 指的是 与某个对象相关联的数据或特性。它可以是变量、值，表示这个对象有哪些“状态/特征”。可以通过 点号语法 (obj.attribute) 来访问它，相当于描述这个对象“拥有什么”。
4.1 类属性
定义在类体中 但不在 __init__() 里 的变量。
classDog: species = "Canis familiaris"# 类属性print(Dog.species) # 访问类属性
所有 Dog() 对象默认都有相同的 species 属性。
4.2 实例属性
定义在对象实例中，通常在 __init__() 内用 self 赋值。
classDog:def__init__(self, name, age): self.name = name # 实例属性 self.age = age # 实例属性d1 = Dog("Buddy", 5)print(d1.name, d1.age)
这里 name 和 age 是各个对象独立的属性。
4.2.1 @property装饰器
@property的作用：
- 可以在读取、设置、删除属性时加入逻辑（如验证，计算等）
换句话说，Python 允许你像访问成员变量一样访问方法，但这个方法可以在内部执行任意逻辑，通过 @property装饰器，可以对实例属性的访问和设置增加自定义保护逻辑
基本语法：
classMyClass: @propertydefprop(self):return ... @prop.setterdefprop(self, value): ... @prop.deleterdefprop(self): ...
示例：
classPerson:def__init__(self, name, age):# 通常把实际存储属性设为带下划线的内部变量 self._name = name self._age = age# —— getter：读取属性 @propertydefname(self):return self._name# —— setter：设置属性 @name.setterdefname(self, value):ifnot isinstance(value, str):raise ValueError("名字必须是字符串") self._name = value# —— deleter：删除属性 @name.deleterdefname(self): print("删除 name 属性 …")del self._name @propertydefage(self):return self._age @age.setterdefage(self, value):ifnot isinstance(value, int) or value < 0:raise ValueError("年龄必须是非负整数")if value > 120:raise ValueError("年龄不应超过120岁") self._age = value @age.deleterdefage(self): print("删除 age 属性 …")del self._agep = Person("Alice", 30)# —— 获取（get）print(p.name) # Aliceprint(p.age) # 30# —— 修改（set）p.name = "Bob"p.age = 25print(p.name, p.age) # Bob 25# 修改 age ，触发 set 验证逻辑# p.age = 130 # 会抛出 ValueError: 年龄不应超过120岁# —— 删除（del）del p.name # 调用 name.deleter# print(p.name) # 访问时如果内部属性被删掉将抛 AttributeErrordel p.age # 调用 age.deleter# print(p.age) # 同样会抛出错误，因为内部的 _age 属性被删掉
装饰器后续介绍
4.3 类属性 vs 实例属性 对比
示例：
classCar:# 类属性 wheels = 4def__init__(self, brand, model):# 实例属性 self.brand = brand self.model = modelcar1 = Car("Toyota", "Camry")car2 = Car("Honda", "Civic")print(Car.wheels) # 4print(car1.wheels) # 4（实例访问类属性）print(car1.brand) # Toyotaprint(car2.model) # Civic
5、私有变量和属性
在python的class中，“私有变量/私有方法“不是语言层面的强制私有，而是通过命名约定的方式来实现，告诉外部，我定义的是一个私有的，不要直接引用。
定义：
- 单下划线
_name：约定式“内部使用”，外部还是可以访问到
示例：
classUser:def__init__(self): self._token = "abc123"def_refresh_token(self): print("refresh token")u = User()print(u._token) # 可以，但不推荐u._refresh_token() # 可以，但不推荐# 输出abc123refresh token
推荐使用私有变量+@property的方式实现属性在约定上的隐藏，并可以对属性的获取和设置有保护机制
6、方法的定义
6.1 实例方法
类定义中最常见的类方法，它第一个参数是 self，表示当前对象实例。必须通过实例对象来调用，能访问对象的属性和方法。
示例：
classA:definstance_method(self): print(self)
6.2 类方法
使用装饰器 @classmethod 定义，第一个参数是类本身 cls，表示当前类，方法属于类。
- 可以访问类属性、调用类方法、创建实例（例如工厂方法）。
classPerson: species = "Human"def__init__(self, name): self.name = name @classmethoddefchange_species(cls, new_species): cls.species = new_species @classmethoddeffrom_fullname(cls, fullname):# 作为另一种构造方式（工厂方法） first, last = fullname.split()return cls(first + " " + last)print(Person.species) # HumanPerson.change_species("Homo sapiens")print(Person.species) # Homo sapiensp = Person.from_fullname("John Doe")print(p.name) # John Doe
6.3 静态方法
使用装饰器 @staticmethod 定义，不会自动接收 self 或 cls 参数，方法不依赖任何类或实例上下文，仅作为分类组织的工具函数，与类逻辑相关但不操作状态。
- 它更像一个归类到类里边的普通函数，与类状态和实例状态无关。
- 常用于把一些逻辑组织在类的命名空间下，但这个逻辑不依赖类的数据。
6.4 对比
示例：
classDemo: count = 0def__init__(self): Demo.count += 1 @classmethoddefget_count(cls):return cls.count # 访问类属性 @staticmethoddefhello(msg):returnf"Hello {msg}"d1 = Demo()d2 = Demo()print(Demo.get_count()) # 2 print(Demo.hello("world")) # Hello world
7、类的继承
继承 是指一个类（子类）从另一个类（父类/基类）继承属性和方法 的机制
父类（Parent / Base Class / Superclass）定义通用行为和数据，更基础的数据和行为，例如父类定义为汽车，都具备鸣笛行为
子类（Child / Derived Class / Subclass）继承这些行为/数据，还能 扩展或覆盖（override） 它们，例如汽车子类中，越野车可能具备新的行为，越野能力，同时鸣笛行为也有自己的个性化。
扩展： 子类拥有自己的行为或属性
覆盖： 从父类继承的行为，子类有不同的表现形式时，可以通过覆写父类的方法达成
作用：
- 定义一次方法或属性，在多个子类中都能自动使用，避免重复编码。
语法：
子类中使用 super() 访问父类的属性或方法
classBaseClass:# 父类定义classSubClass(BaseClass):# 子类定义
基础示例：
classAnimal:defspeak(self): print("Animal makes a sound")classDog(Animal):defbark(self): print("Dog barks")d = Dog()d.speak() # 从父类继承的方法d.bark() # 子类自己的方法
super()示例：
classAnimal:defspeak(self): print("Animal makes a sound")classDog(Animal):defspeak(self): super().speak() # 调用父类的 speak 方法 print("Dog says: Woof!")dog = Dog()dog.speak() # 输出： Animal makes a sound# Dog says: Woof!
覆写override示例：
classAnimal:defspeak(self): print("Animal makes a generic sound")classDog(Animal):passclassCat(Animal):# 重写父类方法defspeak(self): print("Cat says: Meow!")a = Animal()d = Dog()c = Cat()a.speak() # Animal makes a generic sound# 继承父类的方法d.speak() # Dog says: Animal makes a generic soundc.speak() # Cat says: Meow!
