当前位置:首页>python>【零基础学AI系列-Python基础-01】学了很久Python,还是看不懂框架源码?

【零基础学AI系列-Python基础-01】学了很久Python,还是看不懂框架源码?

  • 2026-08-25 05:39:58
【零基础学AI系列-Python基础-01】学了很久Python,还是看不懂框架源码?

“如果你也有这样的困惑——写脚本很溜,一看到框架源码就头大,那问题大概率出在:你还没有真正理解面向对象(OOP)。

  很多人学Python都是从函数和脚本入门的,但当你开始接触FastAPI、Pandas、LangChain这些框架时,会发现一切都变成了"类"和"对象"。今天这篇,咱们就把OOP这块硬骨头啃下来。我尽量用大白话讲,保证你看完能懂,也希望大家能从"调包侠"进阶到"看得懂源码"的段位。”

01

—

1.1 类与对象:图纸和房子的关系

先记住一句话:类就是设计图,对象就是按图造出来的房子。

概念

写法

说明

类

class Dog:

定义了一种类型

实例化

dog = Dog("旺财")

造出一个具体的对象

实例属性

self.name = "旺财"

每个对象自己的数据

实例方法

def bark(self):

对象能做的事情

构造方法

def __init__(self, ...):

创建对象时自动调用,用来初始化

self 到底是什么?简单说,self就是"当前这个对象自己"。当你调用 dog.bark() 时,Python 偷偷把 dog 传给了 bark 方法的第一个参数,所以方法里才写 self。

classDog:def__init__(self, name):self.name = name  # 实例属性defbark(self):return f"{self.name}:汪汪!"dog = Dog("旺财")print(dog.bark())   # 旺财:汪汪!

其实你也可以写成 Dog.bark(dog),效果一样。理解了这一点,你就看懂了方法调用的本质。

02

—

类属性 vs 实例属性:共享的和私有的

class Dog:    species = "Canis lupus"   # 类属性,所有狗共享    count = 0                 # 类属性,可用来计数    def __init__(self, name):        self.name = name      # 实例属性,每只狗独立        Dog.count += 1        # 修改类属性用类名

记住这个黄金规则:

  • 读属性时,先找实例,没有就找类。

  • 写属性时,dog.species = ... 不会改类属性,而是给这只狗新建一个同名属性(这就把类属性屏蔽了)。

  • 想改全体的,直接用 Dog.species = ...。

这是新手最容易踩的坑,没有之一。


封装与 @property:把方法包装成属性

Python 里没有真正的"私有",全靠约定:

  • _name:暗示"内部用",外部别乱碰。

  • __name:双下划线会触发名称改写(name mangling),变成 _ClassName__name,防止被子类覆盖冲突。

  • __name__:这种是魔法方法,别自己造。

@property 的作用,就是把一个方法伪装成属性,让你读写的时候能加校验逻辑:

class Account:    def __init__(self, balance):        self.balance = balance  # 这里会调用下面的 setter!    @property    def balance(self):        return self._balance    @balance.setter    def balance(self, value):        if value < 0:            raise ValueError("余额不能为负")        self._balance = value

注意一个反直觉但超有用的点:__init__ 里写 self.balance = balance,会顺带触发 setter 的校验,所以从创建对象开始就安全了。

03

—

类属性 vs 实例属性:共享的和私有的

  • 继承:子类复用父类的东西。class Cat(Animal): 就是猫继承自动物。

  • super():专门用来调用父类的方法(尤其是 __init__)。

  • 多态:只要你有同名方法,就能用同一个接口调用。Python 的多态不靠继承,靠的是"有没有这个方法"(鸭子类型)。

class Animal:    def __init__(self, name):        self.name = name    def speak(self):        return "..."class Dog(Animal):    def speak(self):        return f"{self.name}:汪汪"class Cat(Animal):    def speak(self):        return f"{self.name}:喵喵"def make_noise(a:Animal):
print(a.speak())make_noise(Dog("旺财"))  # 旺财:汪汪make_noise(Cat("咪咪"))   # 咪咪:喵喵

多继承时,Python 用 MRO(方法解析顺序) 决定先找谁,可以看 ClassName.__mro__ 查看。

04

—

类属性 vs 实例属性:共享的和私有的

抽象基类(ABC)用来强制子类必须实现某些方法,这是写框架的利器:

from abc import ABC, abstractmethodclassWorker(ABC):    @abstractmethoddefrun(self): ...    @abstractmethoddefname(self) -> str: ...# Worker()  # 报错!不能实例化抽象类classCrawler(Worker):defrun(self):return"抓取中"defname(self) -> str:return"crawler"
Crawler().run()  # OK,所有抽象方法都实现了

LLM 里的 BaseChatModel、BaseEmbeddings 就是这个套路——规定你要实现哪些方法。

05

—

魔法方法:让对象"活"起来

这些 __xxx__ 方法决定了对象在 Python 语法里的行为,比如:

魔法方法

触发方式

用途

__init__

X()

初始化

__str__

print(x) / str(x)

给人看

__repr__

repr(x) / 直接显示

给开发者看,最好能重建对象

__eq____hash__

==x in set

比较/可哈希

__lt__ 等

<>sorted

排序

__call__

x(...)

让对象像函数一样调用(LCEL链)

__len__

len(x)

容器协议

__getitem__

x[k]

下标访问

__contains__

k in x

成员判断

__iter____next__

for i in x

迭代协议

__enter____exit__

with x:

上下文管理

__add__ 等

x + y

运算符重载

一句话:自定义容器、配置或数据类时,实现 __repr__ 绝对不亏。

06

—

 静态方法 / 类方法:工具和工厂

  • 实例方法(默认):第一个参数 self,访问实例数据。

  • 类方法 @classmethod:第一个参数 cls(类本身),常用作备选构造函数(工厂方法)。

  • 静态方法 @staticmethod:逻辑上属于这个类,但不依赖实例数据。

classUser:def__init__(self, name, age):self.name, self.age = name, age    @classmethoddeffrom_dict(cls, d):return cls(d["name"], d["age"])  # 工厂方法    @staticmethoddefis_adult(age):return age >= 18# 工具函数

单例一般用模块级变量就搞定了,没必要整花活。

07

—

 静态方法 / 类方法:工具和工厂

dataclass 自动帮你生成 __init__、__repr__、__eq__,是 Pydantic 模型的精神前身:

from dataclasses import dataclass, field@dataclassclassPoint:    x: float    y: float    tags: list[str] = field(default_factory=list)  # 可变默认值必须用 fieldp = Point(1, 2)print(p)  # Point(x=1.0, y=2.0, tags=[])

重点:可变默认值(list/dict)绝对不能写 = [],必须 field(default_factory=list),不然所有实例会共享同一份数据。

08

—

 静态方法 / 类方法:工具和工厂

"优先组合对象,而非继承类" —— GoF 设计模式

  • 继承(is-a):Cat 是一种 Animal。复用方便,但耦合紧、易碎。

  • 组合(has-a):Car 拥有 Engine。灵活、可替换。

class Engine:    def start(self):        return "引擎启动"class Car:    def __init__(self, engine:Engine):  # 组合:把 Engine 注入进来        self.engine = engine    def start(self):        return self.engine.start()Car(Engine()).start()

LLM 里的 Agent 拥有 llm、tools、memory,就是组合;而不是 class Agent(LLM) 这种继承。


小结:一张表记住今天的核心

概念

后端

数据分析

LLM/Agent

class/__init__

路由依赖类、配置类

DataFrame 本质

所有组件都是类

__call__

中间件

—

LCEL 链可被 () 调用

@property

配置只读字段

.iloc/.loc 属性化

.tokens 访问器

继承/ABC

BaseModel 基类

—

BaseChatModel 等 ABC

dataclass

配置项

—

Pydantic 的近亲

组合

依赖注入

—

Agent = llm+tools+memory


动手练一练

光看是学不会的,赶紧动起来:

  1. 运行配套的 01_类与对象基础.py,改改参数,做做末尾练习。

  2. 依次跑完 02_属性与封装.py 到 08_组合vs继承.py。

  3. 卡壳了就看 练习答案.py。

一句话总结:OOP 不是语法,而是一种"用对象思考"的编程世界观。 理解了它,你再看 FastAPI 的路由、Pandas 的 DataFrame、LangChain 的 Agent,都会觉得"原来如此"。


需要练习题的小伙伴,可以一键三连,后续我会将资料整理到网盘分享给大家。制作不易,您的赞赏支持就是我最大的动力

最新文章

随机文章