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学知识图谱,你得会Python!史上最通俗易懂系列(五)

  • 2026-09-02 19:36:04
学知识图谱,你得会Python!史上最通俗易懂系列(五)

“Life is short, you need Python. —— Bruce Eckel。”

上一篇文章,我们学习了Python中的“方法”(也叫函数)。方法最大的作用,就是把重复的代码打包起来,做成一个可以反复使用的小工具。

不过,现实世界中的问题,往往不只是“算一个结果”这么简单。很多时候,我们要处理的并不是一个单独的数据,而是一类“对象”。

比如,在知识图谱领域,我们经常会遇到这些东西:

一个“学生”

一个“实体”

一篇“论文”

一个“节点”

一条“边”

一个“三元组”

它们都不只是一个数字,也不只是一个字符串,而是“带有很多属性的数据集合”。这个时候,前面学过的列表、字典、方法虽然还能凑合用,但会越来越乱。于是,就轮到今天的主角登场了:

类(class)和对象(object)

别怕,这两个词听起来很高级,其实没那么吓人。今天我们还是坚持一个原则:

不求最严格,但求最容易懂。

01

—

为什么需要“类”?

我们先来看一个问题。

假设现在我们要存储一个学生的信息,这个学生叫小明,年龄18岁,成绩90分。根据前面学过的知识,我们完全可以这样写:

student1 = {    'name': '小明',    'age': 18,    'score': 90}

很好,没有任何问题。

接着,又来了一个学生,小红,年龄19岁,成绩95分:

student2 = {    'name': '小红',    'age': 19,    'score': 95}

还是没有问题。

但是现在,我们不仅想存储学生的信息,还想让每个学生都能“自我介绍”,或者判断自己是否及格。那怎么办?

我们可以再写几个方法:

def introduce(student):    print("大家好,我叫" + student['name'])def is_pass(student):    if student['score'] >= 60:        return True    else:        return False

调用的时候:

introduce(student1)print(is_pass(student1))

这也能完成任务。但你有没有感觉到一种微妙的别扭:

学生的信息在字典里,学生的功能在方法里。

也就是说,本来“学生”应该是一个完整的东西,但现在却被拆开了,数据和行为分家了,不够优雅,也不够直观。

这个时候,就需要“类”出场了。

你可以先这样理解:

类,就是一张设计图。对象,就是按照这张设计图制造出来的具体东西。

举个例子:

 “学生”这个概念,是一个类

 “小明”这个具体的人,是一个对象

 “小红”这个具体的人,也是一个对象

同样:

 “汽车”是类

 你家楼下那辆白色比亚迪,是对象

所以,“类”描述的是一类事物长什么样、有什么属性、会做什么事情;“对象”则是这一类事物中的具体实例。

02

—

怎么定义一个类?

直接看代码:

class Student:    pass

就这么简单,这就是一个类。

第1行中的class,是Python中的关键字,表示“我要定义一个类了”。后面的Student,是这个类的名字。按照习惯,类名一般首字母大写。

后面的冒号也不能丢。

第2行的pass是什么意思呢?意思是:先占个位置,什么也不做。

因为Python要求,class下面必须得有缩进的代码块。可我们现在还没想好要往里面写什么,那就先写个pass顶一下。

这就好像你开了一家店,先挂了个招牌,但店里还没摆货。

03

—

对象是什么?

前面定义了一个Student类,这只是“图纸”。那怎么根据这张图纸制造出具体的学生呢?

像这样:

class Student:    passstudent1 = Student()student2 = Student()

第3行和第4行,就是在创建对象。

Student() 的意思,可以粗略理解成:

按照Student这个类,造一个具体的东西出来。

所以:

 student1 是一个学生对象

 student2 也是一个学生对象

虽然它们都来自同一个类,但它们是两个不同的对象。

04

—

给对象添加属性

现在虽然已经创建了student1和student2,但它们里面还是空的。没有名字,没有年龄,也没有成绩。

那怎么给对象添加信息呢?很简单:

class Student:    passstudent1 = Student()student1.name = '小明'student1.age = 18student1.score = 90print(student1.name)print(student1.age)print(student1.score)

这里的:

 student1.name

 student1.age

 student1.score

就叫做对象的“属性”。

你可以先简单理解为:

属性,就是这个对象身上存储的数据。

所以现在,student1这个对象就有了3个属性:

name

age

score

这样,我们就可以通过“点”来访问它们。

05

—

这样写有点麻烦

虽然上面的写法能用,但是问题很明显:

每创建一个学生,都要手动写三行赋值,麻烦不麻烦?

比如:

student1 = Student()student1.name = '小明'student1.age = 18student1.score = 90student2 = Student()student2.name = '小红'student2.age = 19student2.score = 95

如果有1000个学生,我们可能会写到天亮。

所以,Python给我们准备了一个更方便的机制:初始化方法。

06

—

init方法

直接看代码:

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

第一次看到这段代码,不要慌,我们慢慢拆开。

1)__init__ 是什么?

它是Python中的一个特殊方法。名字长得有点奇怪,两边各有两个下划线。

你可以先把它理解成:

对象一创建,就会自动执行的方法。

所以,当我们写:

student1 = Student('小明', 18, 90)

Python就会自动去调用:

__init__(self, '小明', 18, 90)

2)self 是什么?

初学者最容易被self吓到。其实你先不用把它想得太复杂。

你可以非常粗糙但很好用地理解为:

self,就表示“对象自己”。

比如,现在创建的是student1,那么在这个对象创建过程中,self就可以理解成student1自己。

所以:

self.name = name

意思就是:

把传进来的name,保存到“这个对象自己的name属性”里。

同理:

self.age = ageself.score = score

就是把年龄和成绩也存到对象自己身上。

07

—

怎么使用带init的类?

看代码:

class Student:    def __init__(self, name, age, score):        self.name = name        self.age = age        self.score = scorestudent1 = Student('小明', 18, 90)student2 = Student('小红', 19, 95)print(student1.name)print(student2.score)

现在就很舒服了。

我们在创建对象的时候,直接把名字、年龄、成绩传进去即可。

这就相当于,原来是:

先造一个空学生

再手动填名字

再手动填年龄

再手动填成绩

现在变成了:

一步到位,造出来时就已经填好了

这显然更合理。

08

—

类里面还可以定义方法

前面我们说过,一个对象不仅有“属性”,还应该有“行为”。

比如,学生应该可以做什么?

自我介绍

判断是否及格

那这些“行为”怎么写呢?答案是:写在类里面,作为方法。

看代码:

class Student:    def __init__(self, name, age, score):        self.name = name        self.age = age        self.score = score    def introduce(self):        print("大家好,我叫" + self.name)    def is_pass(self):        if self.score >= 60:            return True        else:            return False

上面这个类里面有3个方法:

__init__

introduce

is_pass

其中:

__init__用来初始化对象

introduce用来自我介绍

is_pass用来判断是否及格

注意,它们都写在类里面,并且都要缩进。

09

—

怎么调用对象的方法

还是直接看:

class Student:    def __init__(self, name, age, score):        self.name = name        self.age = age        self.score = score    def introduce(self):        print("大家好,我叫" + self.name)    def is_pass(self):        if self.score >= 60:            return True        else:            return Falsestudent1 = Student('小明', 18, 90)student2 = Student('小刚', 20, 50)student1.introduce()student2.introduce()print(student1.is_pass())print(student2.is_pass())

运行结果大概会是:

大家好,我叫小明大家好,我叫小刚TrueFalse

可以发现:

student1.introduce()表示让student1这个对象执行自我介绍

student1.is_pass()表示让student1这个对象判断自己是否及格

这就很符合我们的直觉了。

因为“是否及格”这件事,本来就是学生对象自己的事情。

10

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类和字典有什么区别?

学到这里,你可能会问:

“老师,前面用字典也能存名字、年龄、成绩啊,为什么还要学类?”

问得非常好。

确实,字典也能存数据,比如:

student = {    'name': '小明',    'age': 18,    'score': 90}

但是字典更适合:

临时存一些数据

结构不太固定的数据

而类更适合:

一类对象拥有固定的属性

这一类对象还有自己的方法

希望代码更清晰、更像现实世界

你可以先这样记:

字典更像“杂物袋”,类更像“标准模具”。

在知识图谱里,如果只是临时存一个三元组,字典也许够用;但如果你要定义“实体”“关系”“节点”这些东西,并且它们还有自己的方法,那么类通常就更合适。

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举个知识图谱里的例子

现在,我们试着写一个最简单的“实体类”。

class Entity:    def __init__(self, name, entity_type):        self.name = name        self.entity_type = entity_type    def introduce(self):        print("我是一个实体,我的名字是" + self.name + ",我的类型是" + self.entity_type)

然后我们创建两个实体对象:

entity1 = Entity("北京大学", "学校")entity2 = Entity("曹雪芹", "人物")entity1.introduce()entity2.introduce()

输出结果大概会是:

我是一个实体,我的名字是北京大学,我的类型是学校我是一个实体,我的名字是曹雪芹,我的类型是人物

这样是不是就已经开始有“知识图谱那个味儿”了?

12

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再来一个三元组的例子

知识图谱里最经典的东西之一,就是三元组:

实体1 - 关系 - 实体2

比如:

曹雪芹 - 作者 - 红楼梦

北京大学 - 位于 - 北京

我们可以把三元组写成一个类:

class Triple:    def __init__(self, head, relation, tail):        self.head = head        self.relation = relation        self.tail = tail    def show(self):        print(self.head + " - " + self.relation + " - " + self.tail)

使用方法:

triple1 = Triple("曹雪芹", "作者", "红楼梦")triple2 = Triple("北京大学", "位于", "北京")triple1.show()triple2.show()

结果:

曹雪芹 - 作者 - 红楼梦北京大学 - 位于 - 北京

看到这里,你应该已经能体会到“类”的价值了:

它可以把一类结构相同的数据,整整齐齐地组织起来。

13

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类里面的方法,也可以接收额外参数

前面的方法都只有一个self参数。其实,类里面的方法也可以像普通函数一样,接收其他参数。

例如:

class Student:    def __init__(self, name, score):        self.name = name        self.score = score    def add_score(self, num):        self.score = self.score + num

使用时:

student1 = Student("小明", 90)student1.add_score(5)print(student1.score)

结果是:

95

这里的意思是,给student1这个对象加5分。

所以:

self 表示对象自己

num 表示额外传进来的参数

14

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多个对象互不影响

这是类和对象一个很重要的特点。

看代码:

class Student:    def __init__(self, name, score):        self.name = name        self.score = scorestudent1 = Student("小明", 90)student2 = Student("小红", 80)student1.score = 100print(student1.score)print(student2.score)

结果会是:

10080

说明什么?

说明student1和student2虽然都来自Student这个类,但它们是两个不同的对象,彼此独立,互不影响。

这就好比两个学生都来自“学生”这个类别,但小明考100分,并不会导致小红也自动变成100分。

15

—

小结:到底什么是类和对象?

讲到这里,我们用最朴素的话总结一下:

类是什么?

类是一个模板,是一个设计图,是一类事物的共同描述。

对象是什么?

对象是按照类这个模板,创建出来的具体实例。

属性是什么?

属性是对象身上存储的数据。

方法是什么?

方法是对象能执行的动作。

self是什么?

self表示对象自己。

__init__是什么?

对象创建时自动执行的初始化方法。

16

—

本章完整示例

最后,把今天的知识点整合成一个完整例子:

class Student:    def __init__(self, name, age, score):        self.name = name        self.age = age        self.score = score    def introduce(self):        print("大家好,我叫" + self.name + ",今年" + str(self.age) + "岁。")    def is_pass(self):        if self.score >= 60:            return True        else:            return False    def add_score(self, num):        self.score = self.score + numstudent1 = Student("小明", 18, 90)student2 = Student("小刚", 19, 50)student1.introduce()student2.introduce()print(student1.is_pass())print(student2.is_pass())student2.add_score(20)print(student2.score)print(student2.is_pass())

这里顺便出现了一个前面没专门讲过但其实见得很多的写法:

str(self.age)

因为字符串和整数不能直接用 + 拼接,所以要先把年龄这个整数,用 str() 转成字符串。

这个知识点记一下就行,以后会经常见到。

17

—

作业

按照惯例,我们还是布置一个简单的作业:

请你定义一个Entity类,这个类有两个属性:

name:实体名称

entity_type:实体类型

并且,这个类有一个方法 show_info(),用于打印:

“实体名称是xxx,实体类型是xxx”

然后,创建两个对象:

“鲁迅”,“人物”

“狂人日记”,“作品”

并调用 show_info() 方法。

答案:

class Entity:    def __init__(self, name, entity_type):        self.name = name        self.entity_type = entity_type    def show_info(self):        print("实体名称是" + self.name + ",实体类型是" + self.entity_type)entity1 = Entity("鲁迅", "人物")entity2 = Entity("狂人日记", "作品")entity1.show_info()entity2.show_info()

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