Python 面向对象编程

本文介绍 Python 的类与对象模型：类定义、继承、魔术方法、数据类与多态。

作者：yanshaodong

类与实例

class Person:
    species = "Homo sapiens"   # 类属性

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

    def introduce(self):
        return f"我是 {self.name}，{self.age} 岁"

p = Person("Alice", 18)
print(p.introduce())
print(Person.species)

封装与属性

Python 用命名约定表达可见性：_name（受保护）、__name（名称改写，伪私有）。

class Account:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance

    @property
    def balance(self):
        return self.__balance

    @balance.setter
    def balance(self, value):
        if value < 0:
            raise ValueError("余额不能为负")
        self.__balance = value

property 把方法变成可读/可写属性，方便校验。

继承与多态

class Animal:
    def speak(self):
        raise NotImplementedError

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "汪汪"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "喵喵"

for a in [Dog(), Cat()]:
    print(a.speak())   # 多态：统一接口，不同行为

多重继承与 MRO

class A: pass
class B(A): pass
class C(A): pass
class D(B, C): pass

print(D.__mro__)   # 方法解析顺序

Python 使用 C3 线性化算法决定 MRO，避免菱形继承歧义。super() 遵循 MRO 调用下一个类。

魔术方法（Dunder）

通过实现特殊方法，让自定义对象像内建类型一样工作：

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y

    def __add__(self, other):
        return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)

    def __repr__(self):
        return f"Vector({self.x}, {self.y})"

    def __len__(self):
        return 2

v = Vector(1, 2) + Vector(3, 4)
print(v)          # Vector(4, 6)

常用：__str__ / __repr__、__eq__ / __lt__、__getitem__、__iter__、__call__、__enter__ / __exit__（上下文管理器）。

数据类 dataclass

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Point:
    x: float
    y: float

    def norm(self):
        return (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5

p = Point(3, 4)
print(p)          # Point(x=3, y=4)

dataclass 自动生成 __init__、__repr__、__eq__，适合纯数据载体。

抽象基类 ABC

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        ...

class Circle(Shape):
    def area(self):
        return 3.14 * self.r ** 2

小结

• 实例属性在 __init__ 中初始化；类属性被所有实例共享。
• property 提供带校验的属性访问。
• 多态依赖鸭子类型与统一接口；super() 按 MRO 调用。
• 魔术方法让自定义类型融入 Python 语法。
• dataclass 与 ABC 分别简化数据载体与接口约束。