python学习笔记——面向对象背景知识
引言：Python 中 “万物皆对象” 的核心思想
在 Python 里，几乎所有东西都是对象，你图里列出的这些都是：
基本数据类型：int、float、str（比如3、"Hello"）
容器类型：list、tuple、set、dict（图里写的 Map 对应 Python 的 dict）
函数、迭代器、类实例，甚至函数本身也都是对象。
验证方式就是你图里的type()函数：
>>> type(3)
<class 'int'>
>>> type("Hello")
<class 'str'>
>>> type([1,2])
<class 'list'>
它们都有对应的类（class），本质上都是对应类的实例。
一.类与对象的核心概念
1. 类和对象的关系
类（Class）：是对数据和操作的抽象封装，相当于一个 “模板”。
对象（Instance）：是类的实例化结果，相当于根据模板造出的具体事物。
2. 类 vs 类型（Type）
类型：描述了数据以及对数据所能做的操作。比如int类型，描述了整数数据，以及加减乘除等操作。
在 Python 中，类就是一种自定义数据类型，和int、str这些内置类型地位是平等的。
类比其他语言：C 语言的结构体、C++ 的类，本质上都是自定义数据类型的实现方式，Python 的类更彻底地实现了这一点。
3. 为什么说 Python 是纯面向对象语言？
因为 Python 中没有脱离对象的东西：
定义一个函数，它本身是function类的实例；
定义一个类，它本身是type类的实例（Python 的元类机制）；
甚至模块、异常，也都是对象。
4. 类的本质：封装数据与操作
你可以把类理解为一个 “数据 + 操作” 的打包：
数据：属性（attribute），比如一个Student类里的name、age；
操作：方法（method），比如Student类里的study()、introduce()。
二、抽象与封装解读
1. 抽象（Abstraction）
定义：关注程序实体的外部可观察行为，而忽略内部实现细节。
通俗理解：就像用手机，你只需要知道 “点一下就能打电话”，不需要知道信号如何传输、电路如何工作。
目的：把复杂的东西简化成一组清晰的接口，降低使用和理解的成本。
2. 封装（Encapsulation）
定义：把程序实体的具体实现细节对使用者隐藏起来，只暴露必要的接口。
通俗理解：手机的内部零件被外壳包起来了，你不能随便拆改，只能通过屏幕、按键这些接口操作。
目的：保护数据和实现细节，避免外部随意修改，让代码更安全、更容易维护。
三、面向对象的核心特征解析
1. 对象与封装
核心定义
程序由若干对象组成，每个对象是数据 + 操作的封装体。
通俗理解：
就像一个 “智能盒子”，里面装着数据（属性）和处理数据的方法（函数），外部只能通过方法和它交互，看不到内部细节。
2. 类与实例
-
对象的特征由类来描述：类是对象的 “模板”，对象是类的 “实例”。
-
比如Student类定义了学生都有的属性（姓名、学号）和方法（选课），而具体的 “李明云” 就是这个类的一个对象。
3. 消息传递
class Lmy:
lmy=Lmy(a,b,c)
lmy.f1()#这一步叫做传递消息
再比如 super().f2()这一步也是在传递消息
对数据的使用，是通过向对象发送消息来实现的。
- 通俗理解：调用对象的方法，本质上就是给对象发了一个 “请求”，让它执行对应的操作。比如student.select_course("Python")，就是给student对象发送了 “选 Python 课” 的消息。
4. 继承
一个类的特征可以从其他类继承获得，实现代码复用和扩展。
eg. 比如定义Student类，再定义GraduateStudent类继承它，自动拥有Student的所有属性和方法，还能添加自己的write_thesis()方法
5. 多态
相同消息发送给不同对象，会引发不同的行为，这就是多态。
比如给Student和Teacher对象都发送introduce()消息，学生的介绍会说 “我是 XX 班的学生”，老师的介绍会说 “我是 XX 课程的老师”，同一个方法名，不同对象的实现不同。
python示例代码
# 父类（模板）
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # attribute
def introduce(self): # 对外暴露的方法（消息接口）
pass
# 子类继承父类
class Student(Person):
def introduce(self):
print(f"我是学生{self.name}，来自人工智能25级2班")
class Teacher(Person):
def introduce(self):
print(f"我是老师{self.name}，负责Python课程")
# 多态的体现
def send_intro_message(person):
person.introduce() # 给不同对象发送相同消息
s = Student("李明云")
t = Teacher("张老师")
send_intro_message(s) # 输出：我是学生李明云...
send_intro_message(t) # 输出：我是老师张老师...
这段代码同时体现了封装、继承和多态的核心思想。
概括
第一部分：核心概念与基础 (P1-P8)
OOP (面向对象) 的本质
文档强调一切皆对象（整型、字符串、函数等都是对象）。类（Class）是创建对象的模板，定义了对象的属性（数据）和方法（操作）。
抽象与封装
：这是 OOP 的基石。抽象关注外部行为，封装隐藏内部细节。过程式程序设计以过程为核心，而 OOP 以数据为核心。
类定义
：类定义使用 class 关键字。init 函数是构造函数，在创建对象时自动调用，用于初始化属性。self 代表当前对象实例，用于绑定和访问成员变量。
第二部分：对象的使用与状态 (P9-P13)
实例化
：通过调用类（如 Account("Li")）创建对象。每个对象拥有独立的内存空间和独立的属性状态。
成员访问
：通过点表达式（.）访问属性。即使类定义相同，不同实例的变量（如 balance）互不干扰。
第三部分：成员函数与访问控制 (P14-P21)
Bound Method：对象调用成员函数时，Python 会自动传入 self，使函数能访问对象状态。
命名约定：
__xxx__：系统内置标识（如 __init__）。
__xxx：类内私有，限制外部直接访问。
_xxx：习惯上视为内部使用，不建议外部调用。
第四部分：类成员 (Class Attribute) (P22-P27)
类成员 vs 实例成员：
类成员（如 interest）被该类所有对象共享，类似于 C++ 中的 static 变量。
生命周期：
文档提到了 del 方法，用于对象销毁前的清理操作（如计数减一）。
第五部分：继承与多态 (P28-P39)
继承 (is-a)
：派生类继承基类属性。派生类可以通过 super() 或类名调用基类方法。
重写 (Overriding)
：派生类可以重新定义基类的方法以改变行为（如手续费处理）。
多态 (Polymorphism)
：相同的消息（方法调用）发送给不同对象会产生不同行为。isinstance 和 issubclass 是判断类型关系的重要手段。
第六部分：多继承与 MRO (P40-P52)
多继承：Python 允许一个类继承多个基类。
MRO (Method Resolution Order)：方法解析顺序，决定了查找成员的优先级。文档重点介绍了 super() 是如何配合 MRO 依次、不重复地调用父类方法的。
第七部分：动态类型与 Duck Typing (P53-P59)
Duck Typing：即“如果它看起来像鸭子，走起来像鸭子，叫声像鸭子，那它就是鸭子”。
关注对象是否具备特定的方法（接口），而非关注其显式类型。
EAFP 风格：
Python 推荐“求原谅比求许可容易”（Easier to Ask Forgiveness than Permission），通过捕获异常处理错误，而非频繁使用 if 检查条件。
第八部分：特殊方法 (Magic Functions) (P60-P65)
魔术方法：如 str, len, add 等，允许用户自定义类对象在进行内置函数调用或运算符运算时的行为。
Callable 对象：通过定义 call，可以让对象像函数一样被调用。
第九部分：类型注解与进阶 (P66-P70)
类型注解：
使用 :type 和 -> type 增加代码的可读性和静态检查支持，但不强制影响运行时行为。
ABC (Abstract Base Classes)：
通过 collections.abc 提供的基类，可以定义严格的接口契约，强制子类实现某些核心方法。
浙公网安备 33010602011771号