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Python连载02|面向对象编程:类、继承与实战

  • 2026-10-11 06:03:17
Python连载02|面向对象编程:类、继承与实战

1什么是面向对象?

写代码有两种主流思路:面向过程和面向对象。

面向过程就像菜谱——第一步切菜、第二步烧油、第三步翻炒,按顺序执行。面向对象更像角色扮演——你定义"厨师"这个角色,他有"切菜""烧油""翻炒"等技能,需要时调用就行。

对比
面向过程
面向对象
核心
函数 + 步骤
类 + 对象
思维
"先做什么再做什么"
"谁来做、做什么"
适合
简单脚本
中大型项目
举例
写一个函数计算成绩
定义"学生"类,包含成绩属性

三个核心概念,一句话记住:

  • 类(Class)
    :图纸 / 模板。比如"学生"是一个类
  • 对象(Object)
    :按图纸造出来的实物。比如"张三"是一个对象
  • 属性 & 方法
    :对象的特征(属性)和行为(方法)。张三的姓名是属性,张三能考试是方法

2定义第一个类

用 class 关键字定义类,__init__ 是构造方法,对象创建时自动调用。

案例:定义学生类

# 定义类class Student:    def __init__(self, name, age, score):        self.name = name       # 属性:姓名        self.age = age         # 属性:年龄        self.score = score     # 属性:成绩    def introduce(self):        """自我介绍"""        print(f"大家好,我叫{self.name},今年{self.age}岁,成绩{self.score}分")    def is_pass(self):        """判断是否及格"""        return self.score >= 60# 创建对象(实例化)s1 = Student("张三", 18, 85)s2 = Student("李四", 19, 55)s1.introduce()print(s2.is_pass())

运行结果:大家好,我叫张三,今年18岁,成绩85分False

💡 理解 self:self 就是"对象自己"。调用 s1.introduce() 时,Python 自动把 s1 传给 self,所以方法内 self.name 就是 s1.name。

3封装:保护你的数据

封装就是把数据"藏"起来,外部不能随便改,只能通过方法访问。Python 用双下划线前缀表示私有属性。

案例:银行账户封装

class BankAccount:    def __init__(self, owner, balance=0):        self.owner = owner        self.__balance = balance   # 私有属性,外部不能直接访问    def deposit(self, amount):        """存款"""        if amount <= 0:            print("存款金额必须大于0")            return        self.__balance += amount        print(f"{self.owner}存入{amount}元,余额{self.__balance}元")    def withdraw(self, amount):        """取款"""        if amount > self.__balance:            print(f"余额不足!当前余额{self.__balance}元")            return        self.__balance -= amount        print(f"{self.owner}取出{amount}元,余额{self.__balance}元")    def get_balance(self):        """查询余额(只读接口)"""        return self.__balanceacc = BankAccount("阿玛", 1000)acc.deposit(500)     # 阿玛存入500元,余额1500元acc.withdraw(2000)    # 余额不足!当前余额1500元acc.withdraw(300)     # 阿玛取出300元,余额1200元print(acc.get_balance())  # 1200# print(acc.__balance)  # 报错!私有属性不能直接访问

💡 为什么要封装?如果余额是公开的,别人可以写 acc.balance = -99999 把余额改成负数。封装后,所有修改都必须经过 deposit 和 withdraw 方法,里面可以加校验逻辑。

4继承:站在巨人的肩膀上

继承让子类自动获得父类的所有属性和方法,还可以扩展自己的。比如"大学生"是"学生"的子类,拥有学生的所有特征,还多了一个"专业"属性。

案例:学生继承链

class Student:    def __init__(self, name, age):        self.name = name        self.age = age    def introduce(self):        print(f"我叫{self.name},{self.age}岁")# 大学生继承学生class CollegeStudent(Student):    def __init__(self, name, age, major):        super().__init__(name, age)  # 调用父类构造方法        self.major = major            # 新增属性    def introduce(self):        # 重写父类方法(多态)        print(f"我叫{self.name},{self.age}岁,专业是{self.major}")    def study(self):        print(f"{self.name}正在学习{self.major}课程")cs = CollegeStudent("王五", 20, "计算机科学")cs.introduce()   # 我叫王五,20岁,专业是计算机科学cs.study()       # 王五正在学习计算机科学课程

💡 super() 的作用:super().__init__(name, age) 就是"让父类先把自己的属性初始化好",子类再添加自己的。这样不用重复写 self.name = name。

5多态:同一个方法,不同的行为

多态的意思是:不同对象调用同一个方法名,表现出不同的行为。上面的 introduce() 就是多态——Student 和 CollegeStudent 都有这个方法,但输出不同。

案例:动物叫声(经典多态)

class Animal:    def speak(self):        print("...")class Dog(Animal):    def speak(self):        print("汪汪汪!")class Cat(Animal):    def speak(self):        print("喵喵喵~")class Duck(Animal):    def speak(self):        print("嘎嘎嘎!")# 同一个函数,传入不同对象,行为不同def animal_speak(animal):    animal.speak()animals = [Dog(), Cat(), Duck()]for a in animals:    animal_speak(a)

运行结果:汪汪汪!喵喵喵~嘎嘎嘎!

6常用魔法方法

Python 里以双下划线开头和结尾的方法叫"魔法方法"(Magic Methods),它们是 Python 内置的特殊行为钩子。

魔法方法
触发时机
用途
__init__
对象创建时
初始化属性
__str__print(对象) 时
定义打印显示内容
__len__len(对象) 时
定义长度
__eq__== 比较时
定义相等判断

案例:用 __str__ 让打印更好看

class Book:    def __init__(self, title, author, price):        self.title = title        self.author = author        self.price = price    def __str__(self):        """控制 print(book) 的输出"""        return f"《{self.title}》- {self.author}(¥{self.price})"    def __eq__(self, other):        """定义 == 比较:标题和作者相同就算同一本书"""        return self.title == other.title and self.author == other.authorb1 = Book("Python入门", "阿玛", 59.9)b2 = Book("Python入门", "阿玛", 39.9)print(b1)           # 《Python入门》- 阿玛(¥59.9)print(b1 == b2)     # True(标题和作者相同)

7综合实战:图书管理系统

把封装、继承、多态串起来,写一个小型图书管理系统——有书、有读者、有借还功能。

案例:迷你图书管理系统

class Book:    def __init__(self, title, author):        self.title = title        self.author = author        self.is_borrowed = False    def __str__(self):        status = "已借出" if self.is_borrowed else "可借"        return f"《{self.title}》-{self.author} [{status}]"class Reader:    def __init__(self, name):        self.name = name        self.borrowed_books = []     # 借阅列表    def borrow(self, book):        if book.is_borrowed:            print(f"  {self.name}借《{book.title}》失败:已被借走")        else:            book.is_borrowed = True            self.borrowed_books.append(book)            print(f"  {self.name}借走了《{book.title}》")    def return_book(self, book):        if book in self.borrowed_books:            book.is_borrowed = False            self.borrowed_books.remove(book)            print(f"  {self.name}归还了《{book.title}》")        else:            print(f"  {self.name}没有借过《{book.title}》")class Library:    def __init__(self, name):        self.name = name        self.books = []        self.readers = []    def add_book(self, book):        self.books.append(book)    def add_reader(self, reader):        self.readers.append(reader)    def show_books(self):        print(f"\n📚 {self.name} 图书列表:")        for b in self.books:            print(f"  {b}")    def show_readers(self):        print(f"\n👤 读者列表:")        for r in self.readers:            print(f"  {r.name}(已借{len(r.borrowed_books)}本)")# ===== 运行系统 =====lib = Library("社区图书馆")# 添加图书lib.add_book(Book("Python入门", "阿玛"))lib.add_book(Book("数据结构", "严蔚敏"))lib.add_book(Book("三体", "刘慈欣"))# 注册读者r1 = Reader("张三")r2 = Reader("李四")lib.add_reader(r1)lib.add_reader(r2)# 借还操作print("\n--- 借书 ---")r1.borrow(lib.books[0])   # 张三借Python入门r2.borrow(lib.books[0])   # 李四也想借,但已被借走r2.borrow(lib.books[2])   # 李四借三体print("\n--- 还书 ---")r1.return_book(lib.books[0])lib.show_books()lib.show_readers()

运行结果:--- 借书 ---张三借走了《Python入门》李四借《Python入门》失败:已被借走李四借走了《三体》--- 还书 ---张三归还了《Python入门》📚 社区图书馆 图书列表:《Python入门》- 阿玛 [可借]《数据结构》- 严蔚敏 [可借]《三体》- 刘慈欣 [已借出]👤 读者列表:张三(已借0本)李四(已借1本)

💡 这个案例用到了:类的定义、__init__ 构造方法、__str__ 魔法方法、封装(is_borrowed 状态管理)、对象间交互。这是面向对象的典型应用场景。

本篇小结

  • 类
    是模板,对象是实例,__init__ 初始化属性
  • 封装
    用 __ 前缀隐藏数据,通过方法控制访问
  • 继承
    用 super() 调用父类,子类可扩展和重写
  • 多态
    让不同对象对同一方法有不同表现
  • 魔法方法
    如 __str__、__eq__ 让对象行为更自然

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Python · 面向对象 · 连载第2篇

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