【python】OOP编程从0到1

📚 Python 面向对象编程（OOP）全面学习指南
面向对象编程是构建复杂程序的核心理念，掌握它能让代码更模块化、易维护。以下从基础到进阶，系统整理 Python OOP 的关键知识。

---

一、核心概念

1. 类（Class）与对象（Object）

• 类：对象的蓝图，定义属性和方法。
• 对象：类的实例，具备具体属性和行为。

class Dog:def __init__(self, name, age):  # 构造方法self.name = name  # 实例属性self.age = agedef bark(self):  # 方法print(f"{self.name} 汪汪叫！")# 创建对象
my_dog = Dog("Buddy", 3)
my_dog.bark()  # 输出：Buddy 汪汪叫！

---

2. 面向对象四大特性

特性	描述
封装	隐藏内部实现，通过方法暴露可控操作（如属性访问限制）。
继承	子类继承父类属性和方法，支持代码复用。
多态	同一接口在不同类中有不同实现（Python 通过鸭子类型实现）。
抽象	定义抽象类和接口，强制子类实现特定方法。

---

二、类的详解

1. 构造方法 __init__

• 初始化对象属性，创建对象时自动调用。

class Student:def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scorestudent = Student("Alice", 90)

2. 实例属性 vs 类属性

• 实例属性：属于对象，每个对象独立。
• 类属性：属于类，所有对象共享。

class Car:wheels = 4  # 类属性def __init__(self, brand):self.brand = brand  # 实例属性car1 = Car("Toyota")
car2 = Car("BMW")
print(Car.wheels)  # 所有车都有 4 轮

---

3. 类方法与静态方法

• 类方法：操作类属性，使用 @classmethod 装饰器，第一个参数为 cls。
• 静态方法：与类无关，使用 @staticmethod 装饰器。

class MyClass:class_attr = 0@classmethoddef increment_class_attr(cls):cls.class_attr += 1@staticmethoddef utility_method(a, b):return a + b

---

三、继承与多态

1. 单继承

class Animal:def speak(self):passclass Cat(Animal):def speak(self):  # 重写父类方法print("喵喵~")class Dog(Animal):def speak(self):print("汪汪！")animals = [Cat(), Dog()]
for animal in animals:animal.speak()  # 输出不同声音（多态）

2. 多继承与方法解析顺序（MRO）

class A:def show(self):print("A")class B(A):def show(self):print("B")class C(A):def show(self):print("C")class D(B, C):passd = D()
d.show()  # 输出 B（MRO顺序：D → B → C → A）
print(D.mro())  # 查看方法解析顺序

---

四、封装与访问控制

1. 私有属性与方法

• 属性名以双下划线 __ 开头，会被自动重命名（名称修饰）。

class BankAccount:def __init__(self, balance):self.__balance = balance  # 私有属性def deposit(self, amount):if amount > 0:self.__balance += amountdef get_balance(self):  # 公开方法访问私有属性return self.__balanceaccount = BankAccount(1000)
# print(account.__balance)  # 报错
print(account.get_balance())  # 正确访问

2. 使用 @property 控制属性访问

class Circle:def __init__(self, radius):self._radius = radius@propertydef radius(self):  # Getterreturn self._radius@radius.setterdef radius(self, value):  # Setterif value > 0:self._radius = valueelse:raise ValueError("半径必须为正数")circle = Circle(5)
circle.radius = 10  # 通过 setter 赋值
print(circle.radius)  # 输出 10

---

五、高级主题

1. 抽象基类（ABC）

• 使用 abc 模块定义抽象方法，强制子类实现。

from abc import ABC, abstractmethodclass Shape(ABC):@abstractmethoddef area(self):passclass Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius ** 2# shape = Shape()  # 报错，不能实例化抽象类
circle = Circle(5)
print(circle.area())  # 输出 78.5

2. 魔术方法（Magic Methods）

• 通过实现特殊方法定制对象行为。

方法	用途	示例
__str__	定义 print(obj) 的输出	def __str__(self): return "Text"
__repr__	定义解释器输出	def __repr__(self): return "Obj"
__add__	重载 + 运算符	def __add__(self, other): ...

class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)def __str__(self):return f"Vector({self.x}, {self.y})"v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(1, 4)
v3 = v1 + v2
print(v3)  # 输出 Vector(3, 7)

---

六、实战案例

1. 简易电商系统

```python
class Product:def __init__(self, name, price):self.name = nameself.price = priceclass Cart:def __init__(self):self.items = []def add_item(self, product, quantity):self.items.append({"product": product, "quantity": quantity})def total_cost(self):return sum(item["product"].price * item["quantity"] for item in self.items)