Python从设计之初就已经是一门面向对象的语言，正因为如此，在Python中创建一个类和对象是很容易的。

相关名词：

  • 类（class）：用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合。它定义了该集合中每个对象所共有的属性和方法。对象是类的实例。
  • 方法：类中定义的函数。
  • 类变量：类变量在整个实例化的对象中是公用的。类变量定义在类中且在函数体之外。类变量通常不作为实例变量使用。
  • 数据成员：类变量或者实例变量用于处理类及其实例对象的相关的数据。
  • 局部变量：定义在方法中的变量，只作用于当前实例的类；
  • 实例变量：在类的声明中，属性是用变量来表示的，这种变量就称为实例变量，实例变量就是一个用 self 修饰的变量。
  • 方法重写：如果从父类继承的方法不能满足子类的需求，可以对其进行改写，这个过程叫方法的覆盖（override），也称为方法的重写。
  • 继承：即一个派生类（derived class）继承基类（base class）的字段和方法。继承也允许把一个派生类的对象作为一个基类对象对待。例如，有这样一个设计：一个Dog类型的对象派生自Animal类，这是模拟”是一个（is-a）”关系（例图，Dog是一个Animal）。
  • 实例化：创建一个类的实例，类的具体对象。
  • 对象：通过类定义的数据结构实例。对象包括两个数据成员（类变量和实例变量）和方法。

1. 类的定义

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class Classname:
    <statement-1>
    # .
    # .
    <statement-N>
obj = Classname()	#实例化得到对象

类实例化后，才可以使用其属性，实际上，创建一个类之后，可以通过类名访问其属性。

类的权限控制

  • 私有属性：两个下划线开头，声明该属性为私有，不能在类的外部被使用或直接访问。

    • 类变量：__privateattrs
    • 实例变量：self.__privateattrs

  • 私有方法：

    __privatemethod：两个下划线开头，声明该方法为私有方法，只能在类的内部调用 ，不能在类的外部调用。

2. 类对象

类有一个名为__init__的特殊方法（构造方法），该方法在类实例化时会自动调用，也就是构造函数。参数通过__init__传递到类的实例化操作上

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class classname():
	def __init__(self, x1, x2):
        self.x1 = x1
        self.x2 = x2
x = classname(x1,x2)	#实例化为对象

在这里，需要注意的是，self代表类的实例，而非类本身。同时self不是python的关键字，换成其他名称也可以。

3. 类的方法

在类的内部，使用def关键字来定义一个方法，与一般函数定义不同，类方法必须包含参数 self, 且为第一个参数，self 代表的是类的实例。

类的专有方法：

  • __init__：构造函数，在生成对象时调用
  • __del__：析构函数，释放对象时使用
  • __repr__：打印，转换。__str__实际上调用了该方法
  • __setitem__：按照索引赋值
  • __getitem__：按照索引获取值
  • __len__：获得长度
  • __cmp__：比较运算
  • __call__：函数调用
  • __add__：加运算
  • __sub__：减运算
  • __mul__：乘运算
  • __truediv__：除运算
  • __mod__：求余运算
  • __pow__：乘方

以上所有的专用方法都可以继承后重写~，我们可以对类的专有方法进行重载

4. 继承

Python同样支持类的继承，派生类的定义如下所示:

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class DerivedClassName(BaseClassName1):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

BaseClassName（示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

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class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
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class People:
    __num = 0	#私有类属性，记录创建对象数量
	
    # 定义构造方法
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
        People.__num += 1

    def __str__(self):
        return '编号:{},\t姓名:{},\t性别:{}'.format(People.__num, self.name, self.gender)

#单继承示例
class Student(People):
    __num = 0

    def __init__(self, name, gender, grade):
        super().__init__(name, gender)
        self.grade = grade
        Student.__num += 1

    def __str__(self):
        return super().__str__() + ",\t在读{}年级, 学生编号:{}.".format(self.grade, Student.__num)

5. 多继承

Python同样支持多继承形式。多继承的类定义形如下例:

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class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
    <statement-1>
    .
    .
    .
    <statement-N>

需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，python从左至右搜索即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。

Python 提供super用来解决多重继承问题的，直接用类名调用父类方法在使用单继承的时候没问题，但是如果使用多继承，会涉及到查找顺序（MRO）、重复调用（钻石继承）等种种问题。

C++中使用虚拟继承来解决重复调用问题；