Python面向对象编程入门：类与对象的定义、实例化及使用详解

Python面向对象编程概述

本文通过具体实例解析Python中的面向对象思想及其实际应用，旨在为读者提供清晰的参考与学习路径。

面向对象思想概述

1、面向对象的设计哲学

面向对象的设计建立在“万物皆对象”这一哲学观念基础之上。

面向对象与面向过程的区别

2、面向对象与面向过程的核心差异

面向过程思维

在生活场景中： 这是一种关注问题解决步骤的思维方式，强调亲自执行每一个环节来解决问题，类似于企业中的执行者角色。 在编程场景中： 代码按从上到下的顺序逐行执行，各模块间关系力求简单，功能相对独立，程序的整体流程在编写代码时已预先确定。

面向对象思维

在生活场景中： 这是一种寻找具备特定功能的个体，并委托其完成特定任务的思维方式，更贴近人类的直觉思考模式（指挥者角色）。 在编程场景中： 将数据及其操作方法封装在一起，形成一个相互依存的实体——对象； 对同类对象进行抽象，提取其共性以形成类； 类中的大部分数据仅能通过本类的方法进行处理； 类通过简洁的外部接口与外界交互，对象之间通过消息传递进行通信； 程序的执行流程由用户在实际使用过程中动态决定； 采用面向对象开发时，首先需寻找具备所需功能的对象；若不存在，则需创建具备该功能的新对象。 注意：面向对象是一种设计思想，而非特定的编程语言。

核心区别总结

a. 两者均为解决问题的思维方式，均能有效解决问题； b. 面向过程强调事必躬亲，亲自处理所有细节； c. 面向对象侧重于寻找或创建具备特定功能的对象，委托对象实现所需功能。

Python是一种支持面向对象特性的程序设计语言，其中“类”和“对象”是面向对象编程的核心要素。

类与对象的核心概念

类和对象详解

1、类和对象的基本概念

类：具有特定功能的一类实体的集合（群体概念）。

对象：类中一个具有特定功能的实体，能够解决具体问题，对象通常也被称为实例。

两者关系：类用于描述某一类对象的共同特征，而对象则是类的具体存在形式。

举例说明：

学生 张三、李四 快递 顺丰、韵达

总结：

类与对象的关系：

a. 类是对象的抽象，对象是类的具体体现。 b. 类也是一种数据类型，由用户自定义，类似于number、string等；类本身不占用内存空间，但其实例（对象）会占用空间。

类的定义与设计

2、类的定义方法

定义格式：

class 类名(object):
​ 类体

说明：

a. Python中使用class关键字来定义类；

b. 类名必须是合法的标识符，命名规则遵循“大驼峰式命名法”（每个单词首字母大写）；

c. 建议使用一个或多个有意义的单词组合而成，以清晰表达类的含义。

代码演示

# 一个简单的类的实例
class Person():
  print("hello")

3、类的设计要素

设计类时只需关注三个核心要素：

1. 事物名称（类名）：例如人类 (Person)； 2. 特征（属性）：例如身高(height)、年龄(age)等——通常对应名词； 3. 行为（方法）：例如跑(run)、说话(say)——通常对应动词。

类中方法与属性的定义及使用

类中的方法和属性

1、方法和属性的定义方式

生活中描述事物主要涉及特征和行为。

Python中用类来描述事物也是如此。仅定义类而没有实际内容是没有意义的，因此定义类的本质是定义类中的成员（包括成员变量和成员方法）。

在类中定义的变量称为成员变量，在类中定义的方法称为成员方法（函数）。

成员变量——>类具有的特征，例如：人——>身高、性别、体重。

成员方法——>类具有的行为，例如：人——>吃、喝、玩、乐。

因此，拥有相同（或类似）属性和行为的对象都可以抽象提取为一个类。

class Persion():
  #成员变量,初始值就是相当于默认值
  name = ""
  age = 0
  height = 0
  weight = 0
  #成员方法
  #在类的内部,使用def关键字来定义的一个方法
  #注意:区别于普通方法,类中方法的参数必须包含参数self,且为第一个参数
  #self代表类的实例(某个对象)
  def run(self):
    print("run")
  def eat(self, food):
    print("eat",food)
  def sleep(self):
    print("sleeping")

说明：定义了类，并在类中定义了成员变量和成员方法，但成员变量和成员方法如何被使用呢？

2、方法和属性的使用方式

2.1、实例化对象：

前文提到，对象是实实在在的个体，负责完成指定的任务。

对象的创建过程被称为对象的实例化过程。

语法格式：

对象名 = 类名()

'''
实例化对象
格式: 对象名 = 类名()
注意: 没有参数的时候,小括号也不能省略
'''
#实例化一个对象
pre1 = Person()
print(pre1)
print(type(per1))
print(id(per1))
per2 = Person()
print(per2)
print(type(per2))
print(id(per2))

3、对象调用方法和属性

per = Preson()
'''
访问属性
格式:对象名.属性名
赋值:对象名.属性名 = 新值
'''
per.name = 'lili'
per.age = 18
per.height = 160
per.weight = 80
print(per.name, per.age, per.height, per.weight)
'''
访问方法
格式:对象名.方法名(参数列表)
'''
per.run()
per.eat("apple")
per.sleep()
#问题:目前来看Person创建的所有对象属性都是一样的
per2 = Person()
print(per2.age)
per3 = Person()
print(per3.age)

总结：

访问变量采用格式：对象名.属性名； 访问方法采用格式：对象名.方法名(参数列表)。

对象内存模型与综合应用

4、内存中的对象模型

per = Person()

说明：程序中定义的Person类型变量per实际上是一个变量名，它存储在栈内存中，指向实际的Person对象；而真正的Person对象则存储在堆内存中。

综合练习：

第一天开学，请介绍你自己，包括姓名、年龄以及爱好。

#学生类
class Student():
  #特征:成员变量
  self.name = ""
  self.age = ""
  self.hobby =""
  def introduce(self,name, age, hobby):
    print("大家好,我是%s,今年%d岁,爱好是%s"%(name,age, hobby))
  def singsong(self):
    print("娘子~啊哈")
  def dance(self):
    print("广场舞跳起来...")
  def lie(self):
    print("我家特别穷,我小时候就一直在放牛,只有几万头....")
# 类实例化
stu = Student()
# 成员方法调用
stu.introduce('ldc',18,'跑步')
stu.singsong()
stu.dance()
stu.lie()

预期输出：

大家好,我是ldc,今年18岁,爱好是跑步 娘子~啊哈 广场舞跳起来... 我家特别穷,我小时候就一直在放牛,只有几万头....

如何查看所有属性和方法

class Test():
  def __init__(self,name):
    self.name = name
  def test(self):
    print('testing...')
test = Test('测试')
# 查看所有属性和方法
list1 = dir(test)
# 检查实例是否有这个属性
print(hasattr(test, 'name'),hasattr(test, 'test'),hasattr(test, 'tt'))
# 设置属性值
setattr(test,'name','测试2')
# 获取属性值
print(getattr(test, 'name'))

预期输出：

True True False 测试2

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。