1. 什么是类？
类（Class）是创建对象的蓝图或模板。它定义了一组属性和方法，对象则是类的具体实例。
面向对象编程（OOP）的四大特性：
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封装：隐藏内部实现细节，对外暴露接口。
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继承：子类复用父类的代码，并可扩展或重写。
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多态：同一操作作用于不同对象，产生不同结果。
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抽象：定义抽象接口，延迟具体实现。
2. 定义类与创建对象
2.1 基本语法
使用 class 关键字定义类，类名通常使用大驼峰命名法。
class Dog:
"""一个简单的狗类"""
# 类属性（所有实例共享）
species = "Canis familiaris"
# 实例初始化方法（构造函数）
def __init__(self, name, age):
self.name = name # 实例属性
self.age = age
# 实例方法
def bark(self):
return f"{self.name} says Woof!"
def describe(self):
return f"{self.name} is {self.age} years old."
# 创建对象（实例化）
my_dog = Dog("Buddy", 3)
print(my_dog.bark()) # Buddy says Woof!
print(my_dog.species) # Canis familiaris
代码逐行解析：
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class Dog:：定义名为 Dog 的类。
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species = "Canis familiaris"：类属性，属于类本身，所有实例共享。可以通过 Dog.species 或 my_dog.species 访问。
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def __init__(self, name, age):：构造函数（初始化方法）。当创建实例时自动调用。self 参数指向当前实例（类似 C++ 的 this 指针），必须作为第一个参数。
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self.name = name：创建实例属性 name 并赋值。每个实例有自己的 name 和 age。
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def bark(self):：实例方法，必须包含 self 参数。通过实例调用时，self 自动传递。
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my_dog = Dog("Buddy", 3)：实例化对象，调用 __init__，返回 Dog 实例赋值给 my_dog。
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my_dog.bark()：调用实例方法，self 自动绑定到 my_dog。
2.2 __init__ 与 self
__init__ 不是真正的构造函数（C++ 中的构造函数），而是初始化方法。对象已经创建，只是进行属性初始化。真正的对象创建由 __new__ 负责，但极少需要重写。
self 是约定俗成的名字，可以使用其他名称，但强烈不建议。
3. 属性：实例属性与类属性
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实例属性：属于每个实例独立，通过 self.属性 或 实例.属性 定义/访问。
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类属性：属于类本身，所有实例共享，通过 类名.属性 定义/访问。
class Student:
school = "清华大学" # 类属性
def __init__(self, name):
self.name = name # 实例属性
s1 = Student("张三")
s2 = Student("李四")
print(s1.school) # 清华大学（实例可读取类属性）
Student.school = "北京大学"
print(s2.school) # 北京大学（类属性改变，所有实例受影响）
s1.school = "南京大学" # 创建实例属性 school，覆盖了类属性的访问
print(s1.school) # 南京大学（实例属性）
print(s2.school) # 北京大学（类属性，未被修改）
代码解析：
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访问 s1.school 时，如果实例没有 school 属性，则向上查找类属性。
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给 s1.school 赋值，会在 s1 实例上创建新属性，不再共享类属性。
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类属性可通过 类名.属性 修改，影响所有未覆盖该属性的实例。
4. 方法：实例方法、类方法、静态方法
4.1 实例方法
最常见的方法，第一个参数为 self，可以访问实例属性和类属性。
class Circle:
pi = 3.14159
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return self.pi * self.radius ** 2 # 访问实例属性和类属性
4.2 类方法
使用 @classmethod 装饰器，第一个参数为 cls（类本身）。可以通过类或实例调用，常用于工厂方法。
class Date:
def __init__(self, year, month, day):
self.year = year
self.month = month
self.day = day
@classmethod
def from_string(cls, date_str):
year, month, day = map(int, date_str.split('-'))
return cls(year, month, day) # 相当于 Date(…)
d = Date.from_string("2025-05-30")
代码解析：
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cls 指向类本身，可以调用类属性或创建实例。
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类方法可以被子类继承和重写。
4.3 静态方法
使用 @staticmethod 装饰器，没有 self 或 cls 参数。它只是将函数组织在类的命名空间下，与类的关系较弱。
class MathUtils:
@staticmethod
def add(x, y):
return x + y
print(MathUtils.add(3, 5)) # 8
对比：
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实例方法：需要实例，可以修改对象状态。
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类方法：需要类引用，常用于替代构造函数。
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静态方法：无需类或实例，相当于普通函数但归属于类的命名空间。
5. 属性访问控制与封装
Python 没有严格的私有性语法（如 C++ 的 private），但通过命名约定实现“受保护”和“私有”：
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_single_leading_underscore：约定为“受保护”，外部不应直接访问，但不会强制阻止。
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__double_leading_underscore：名称改编（name mangling），_类名+属性名，避免子类意外覆盖，但仍然可以访问。
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name # 公有
self._internal = "内部" # 受保护（约定）
self.__secret = "秘密" # 私有（名称改编）
def get_secret(self):
return self.__secret
p = Person("Alice", 30)
print(p._internal) # 可访问（不推荐）
print(p.get_secret()) # 通过公有方法获取
# print(p.__secret) # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__secret'
print(p._Person__secret) # 仍然可以访问，但不应该
对比 C++：
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C++ 有 private、protected、public 关键字，编译时强制访问控制。
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Python 依赖程序员自觉，名称改编是弱防护，主要用于避免名称冲突。
6. 继承
子类可以继承父类的属性和方法，并可以重写或扩展。
class Animal:
def __init__(self, name):
self.name = name
def speak(self):
raise NotImplementedError("Subclass must implement")
def move(self):
return f"{self.name} is moving."
class Dog(Animal):
def speak(self):
return f"{self.name} says Woof!"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return f"{self.name} says Meow!"
animals = [Dog("Buddy"), Cat("Kitty")]
for a in animals:
print(a.speak()) # 多态
print(a.move()) # 继承自父类
代码解析：
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class Dog(Animal): 表示 Dog 继承自 Animal。
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子类可以重写 speak 方法，若不重写则沿用父类的实现。
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多态：同一个 speak 方法调用产生不同结果。
6.1 多重继承
Python 支持多重继承，子类可以继承多个父类。方法解析顺序（MRO）采用 C3 线性化算法。
感谢你的观看，期待我们下次再见！
