Python面向对象编程（OOP）小结

Python面向对象编程（OOP）小结

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目录

1. 面向对象概述

   • 面向对象 vs 面向过程
   • 核心概念：封装、继承、多态

2. 类与对象

   • 类与对象的定义与关系
   • 类的设计三要素
   • 初始化方法 __init__ 与内置方法

3. 封装

   • 封装的概念与实现
   • 私有属性与私有方法
   • 案例：房屋与家具的封装

4. 继承

   • 单继承与多继承
   • 方法重写与 super()
   • 抽象类与接口设计

5. 多态

   • 多态的定义与应用场景
   • 案例：不同子类调用相同方法

6. 类属性和类方法

   • 类属性 vs 实例属性
   • 类方法与静态方法
   • 综合案例：游戏类设计

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一、面向对象概述

1. 面向对象 vs 面向过程

特性	面向过程	面向对象
核心思想	以步骤为中心（怎么做）	以对象为中心（谁来做）
代码组织	函数顺序调用	对象职责分工，方法封装在类中
适用场景	简单任务	复杂项目，需求易变

2. 三大核心特性

• 封装：将属性和方法封装到类中，隐藏实现细节。
• 继承：子类复用父类的代码，支持扩展和重写。
• 多态：不同对象调用相同方法产生不同结果，增加灵活性。

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二、类与对象

1. 类与对象的定义

• 类：抽象的模板，定义对象的属性和方法（如“设计图纸”）。
• 对象：类的实例，具体存在的数据实体（如“按图纸制造的飞机”）。

语法示例

class Cat:
    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 实例属性

    def eat(self):        # 实例方法
        print(f"{self.name} 爱吃鱼")

tom = Cat("Tom")         # 创建对象
tom.eat()                # 调用方法

2. 类的设计三要素

1. 类名：大驼峰命名法（如 HouseItem）。
2. 属性：对象的特征（如 name, area）。
3. 方法：对象的行为（如 run(), eat()）。

3. 初始化方法与内置方法

• __init__：对象初始化时自动调用，用于定义属性。
• __str__：返回对象的描述信息（print 时调用）。
• __del__：对象销毁前自动调用，用于资源释放。

示例

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print(f"{name} 来了")

    def __str__(self):
        return f"我是小狗：{self.name}"

    def __del__(self):
        print(f"{self.name} 走了")

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三、封装

1. 封装的概念

• 目的：隐藏内部实现细节，提供公共访问接口。
• 实现：通过类的属性和方法组织代码。

2. 私有属性与方法

• 语法：在属性或方法名前加两个下划线 __。
• 规则：只能在类内部访问，外部无法直接调用。

示例

class Women:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.__age = 18   # 私有属性

    def __secret(self):   # 私有方法
        print(f"年龄：{self.__age}")

xiaofang = Women("小芳")
# xiaofang.__age         # 报错！无法直接访问

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四、继承

1. 单继承

• 语法：class 子类名(父类名)。
• 特点：子类拥有父类所有属性和方法。

示例

class Animal:
    def eat(self):
        print("吃饭")

class Dog(Animal):       # 继承 Animal
    def bark(self):
        print("汪汪叫")

dog = Dog()
dog.eat()                # 调用父类方法

2. 多继承与 MRO

• 语法：class 子类名(父类1, 父类2)。
• MRO：方法解析顺序（通过 类名.__mro__ 查看）。

注意：避免多继承中的命名冲突，优先使用单继承。

3. 方法重写与 super()

• 覆盖父类方法：子类定义同名方法。
• 扩展父类方法：使用 super().父类方法() 调用父类逻辑。

示例

class XiaoTianDog(Dog):
    def bark(self):
        super().bark()      # 调用父类方法
        print("飞到天上叫")  # 扩展新功能

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五、多态

1. 多态的实现

• 前提：继承 + 方法重写。
• 特点：不同子类调用相同方法，结果不同。

示例

class Dog:
    def game(self):
        print("普通玩耍")

class XiaoTianDog(Dog):
    def game(self):
        print("天上玩耍")

class Person:
    def play_with_dog(self, dog):
        dog.game()          # 根据传入对象类型执行不同方法

xiaoming = Person()
xiaoming.play_with_dog(Dog())        # 普通玩耍
xiaoming.play_with_dog(XiaoTianDog())# 天上玩耍

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六、类属性和类方法

1. 类属性 vs 实例属性

类型	定义位置	访问方式	用途
类属性	类内部直接定义	类名.属性名	记录与类相关的特征
实例属性	__init__ 中定义	对象.属性名	记录对象特有的特征

示例

class Tool:
    count = 0            # 类属性（记录工具总数）

    def __init__(self, name):
        self.name = name # 实例属性
        Tool.count += 1

print(Tool.count)        # 输出创建的工具总数

2. 类方法与静态方法

类型	修饰器	参数	访问权限
类方法	@classmethod	cls	可访问类属性和类方法
静态方法	@staticmethod	无	不可访问类或实例属性

示例

class Game:
    top_score = 0        # 类属性（历史最高分）

    @classmethod
    def show_top(cls):
        print(f"最高分：{cls.top_score}")

    @staticmethod
    def show_help():
        print("游戏帮助信息")

Game.show_help()         # 调用静态方法
Game.show_top()          # 调用类方法

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七、注意事项

1. 私有成员：外部通过 _类名__属性名 可强制访问，但不推荐。
2. 多继承冲突：使用 __mro__ 查看方法解析顺序。
3. 初始化方法：子类若定义 __init__，需手动调用 super().__init__()。

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通过系统学习以上内容，可全面掌握Python面向对象编程的核心思想与实践技巧。