《深入理解 Python 面向对象编程：从入门到实战》-CFANZ编程社区

一、什么是面向对象编程？

面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称 OOP）是一种以对象为中心的编程范式。它强调将数据和操作封装到对象中，从而提高代码的复用性、可扩展性和可维护性。

Python 是一门完全面向对象的语言，所有数据类型都是对象，包括整数、字符串、函数、模块等。

二、Python 中的类与对象

类是对象的蓝图，而对象是类的实例。

class Dog:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def bark(self):
        print(f"{self.name} 正在汪汪叫！")

# 创建对象
dog1 = Dog("旺财")
dog1.bark()  # 输出：旺财 正在汪汪叫！

关键词说明：

class：定义类
__init__：构造函数，初始化对象属性
self：代表实例本身（类似 this）

三、类的属性与方法

类属性（所有对象共享）：

class Student:
    school = "Python大学"  # 类属性

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

方法类型

方法类型	说明	定义方式
实例方法	操作实例数据	`def method(self):`
类方法	操作类属性	`@classmethod`
静态方法	工具方法，与类无关	`@staticmethod`

四、继承与多态

继承：子类自动拥有父类的属性和方法。

class Animal:
    def speak(self):
        print("动物发出声音")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("喵喵叫")

cat = Cat()
cat.speak()  # 输出：喵喵叫

多态：不同子类的相同方法表现不同。

def make_sound(animal):
    animal.speak()

make_sound(Cat())  # 输出：喵喵叫

五、封装与私有属性

封装是指将属性/方法“隐藏”，防止被随意访问。

class BankAccount:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance  # 私有属性

    def deposit(self, amount):
        self.__balance += amount

    def show_balance(self):
        print(f"余额为：{self.__balance}")

acct = BankAccount(1000)
acct.deposit(500)
acct.show_balance()  # 输出：余额为：1500

私有属性前缀为 __，不可被外部直接访问。

六、特殊方法（魔法方法）

魔法方法是以双下划线开头和结尾的方法，例如：

方法名	作用
`__init__`	构造函数
`__str__`	打印对象时显示内容
`__repr__`	调试打印显示内容
`__len__`	对象长度
`__getitem__`	对象支持索引
`__eq__`、`__lt__`	运算符重载
`__call__`	对象像函数一样被调用

示例：

class Book:
    def __init__(self, title):
        self.title = title

    def __str__(self):
        return f"《{self.title}》"

book = Book("Python编程")
print(book)  # 输出： 《Python编程》

七、组合：类中嵌套类

组合指的是一个类中使用另一个类作为属性。

class Engine:
    def run(self):
        print("发动机启动")

class Car:
    def __init__(self):
        self.engine = Engine()

    def start(self):
        self.engine.run()

car = Car()
car.start()  # 输出：发动机启动

八、类装饰器与元类概念

类装饰器（类也能被修饰）：

def log_class(cls):
    class Wrapper(cls):
        def __init__(self, *args, **kwargs):
            print(f"{cls.__name__} 被实例化")
            super().__init__(*args, **kwargs)
    return Wrapper

@log_class
class User:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

u = User("Alice")  # 会打印：User 被实例化

九、项目实战：员工管理系统

class Employee:
    raise_rate = 1.05
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name
        self.salary = salary

    def apply_raise(self):
        self.salary = int(self.salary * self.raise_rate)

class Manager(Employee):
    def __init__(self, name, salary, department):
        super().__init__(name, salary)
        self.department = department

    def show_info(self):
        print(f"{self.name} 管理 {self.department} 部门，工资 {self.salary} 元")

m1 = Manager("李雷", 12000, "技术")
m1.apply_raise()
m1.show_info()  # 李雷 管理 技术 部门，工资 12600 元

十、类与模块的组织方式

建议将类分文件存放，结构清晰易维护：

project/
├── main.py
├── models/
│   ├── employee.py
│   ├── manager.py

引用方式：

from models.employee import Employee
from models.manager import Manager

十一、类的类型检查与 isinstance

e = Employee("Tom", 8000)
print(isinstance(e, Employee))  # True
print(isinstance(e, object))    # True

所有类都是 object 的子类。

十二、为什么使用面向对象编程？

优势	描述
高度抽象	抽象出人/车/用户等实体
代码复用	父类方法子类直接使用
易维护	类中局部封装
扩展方便	新需求继承或组合即可
模拟现实	接近人类认知方式

十三、常见 OOP 模式（可拓展学习）

模式	应用场景
工厂模式	统一创建对象
单例模式	系统全局唯一对象
策略模式	多种算法切换
观察者模式	数据变化通知其他模块
装饰器模式	动态添加功能