Python 面向对象编程基础
面向对象编程（OOP）是现代编程语言中的一种重要编程范式，它通过类和对象来组织代码，提高代码的可重用性和可维护性。Python是完全支持面向对象编程的语言，它通过类和对象来帮助程序员设计更加模块化和可扩展的代码。
可以理解为：你正在设计一个动物园。你不仅仅是列出动物的名字、年龄、体重等信息，还要给它们设定它们的行为，比如吃饭、走路、叫声等等。面向对象编程就像是你把每个动物视为一个独立的实体，而这个实体有自己的数据和行为，互相独立但又可以互动
可通过此图增加印象：
为什么要学习面向对象？
学习面向对象编程的原因如下：
- 提高代码重用性：面向对象可以通过继承和多态等机制，避免重复编写相似的代码。通过设计合理的类和方法，程序员可以轻松重用已有的代码，而不必每次都从头开始。
- 增强代码可维护性：面向对象通过将数据和方法封装到类中，减少了程序各部分之间的依赖，方便修改和扩展。即使项目不断增加功能，修改也会更加集中和有条理。
- 更好的代码组织结构：当项目规模增大时，面向对象能够将复杂的系统拆解为更小、更易管理的模块，每个类负责自己的功能，简化了开发过程。
- 更贴近现实世界的建模方式：面向对象编程通过类和对象的概念，可以模拟现实世界中的事物和关系，让开发者可以更加自然地描述问题并解决问题。
面向对象编程中的三个重要概念
1. 类的定义
类是面向对象编程中的核心概念之一，它定义了对象的属性和行为。类是创建对象的模板，通过定义类，我们能够创建具有相同属性和方法的多个对象。
2. 什么是类（Class）？
类就像是"动物"的设计图。在现实世界中，不同的动物都有不同的特征和行为，但它们都符合一个基本的模板（比如都是动物）。这个模板就是类，它定义了动物的特征（属性）和行为（方法）。
- 类就像动物的设计蓝图，比如你设计一份"狗"的蓝图，决定了它有"名字"、"年龄"这些属性，以及"吃饭"、"跑步"等行为。这个蓝图可以用来创建很多不同的狗对象。
3. 什么是对象（Object）？
对象是类的实际体现，是根据类的蓝图创建出来的"具体动物"。每一只狗对象都有自己的名字和年龄，可以吃饭、跑步等。每个对象的属性可以不同，但它们都遵循类定义的规则。 \
- 对象就是按照设计图制造的具体狗，比如你按照"狗"的蓝图制造一只名叫"旺财"的狗，它有自己的名字和年龄。你可以有很多只狗对象，每只狗都是独立的个体，但它们都符合蓝图。
4. 如何创建一个类？
在Python中，类就像我们为动物设计的蓝图。你通过 class 来定义这个蓝图。
- 创建类就像你画出一份狗的设计图，你决定了狗的"属性"（如名字、年龄）和"行为"（如吃饭、跑步）。然后你可以用这个设计图来制造无数只不同的狗。
类名的命名规则
- 类名
首字母大写，多个单词之间采用驼峰原则 - 实例名、模块名
采用小写，多个单词之间采用下划线隔开
创建类的语法：
python
class 类名:
类属性名1=类属性值1 (可以参考变量)
类属性名2=类属性值2 (可以无限创建属性)
def 类方法(参数): #可以参考函数
#类方法代码
#类方法2 可以定义多个方法
def 类方法(参数): #可以参考函数
#类方法代码
#调用类
类名()
#调用类下面的方法(可以理解为调用类下面的函数)
类名().方法名()示例代码：
python
class Dog: #创建类为 Dog
legs = 4 # 类属性1
def return_legs(self): # 实例方法
print(f"正常的狗都有{Dog.legs}条腿！")
def return_updata(self): # 实例方法
print(f"我家的旺柴有{Dog.legs}条腿！")
s1=Dog() #创建了一个 `Dog` 类的实例。通过 `s1`，我们可以访问 `Dog` 类的方法和属性
print(s1) #输出的是该对象的内存地址
#调用了 `Dog` 类的实例方法，通过 `self` 访问了类属性 `legs`，并打印了相关信息
s1.return_legs()
s1.return_updata()输出示例：
csharp
<__main__.Dog object at 0x000001DF510A0160>
正常的狗都有4条腿！
我家的旺柴有4条腿！解释
-
创建了一个名为
Dog的类，他的类属性有name和age,还创建了return_legs和return_updata方法，都在方法里面调用类属性name并输出，然后实例化Dog类以及调用类方法 -
<__main__.Dog object at 0x000001DF510A0160>：这是打印s1对象的默认输出，表示对象的内存地址。它告诉你s1是一个Dog类的实例
PS：改类属性 legs 后，所有方法里面的 legs 属性值都会改变
如何理解 self？
self其实是方法内部的一个"指针"，它指向调用该方法的实例对象。所以每个方法的第一个参数self都表示当前对象本身- 你可以把它看作是一个占位符，具体名称并不重要，通常使用
self是约定俗成的做法。
为什么要加 self？
- 引用当前实例 ：
self代表了当前对象本身。它使得你能够在类的方法内部访问和操作该对象的属性和其他方法。 - 每个实例方法都必须有
self，这样才能确保每个对象有自己的独立状态。
如果不加 self 会怎么样？
如果你在实例方法中不加 self，Python 会报错。 这是因为方法定义时，第一个参数必须是 self，以告诉 Python 这个方法是绑定到对象实例上的
5.创建类的实例属性：
他和类属性有什么区别？
- 类属性：类属性是属于整个类的，所有实例共享该属性。它在类中定义，所有实例对象都能访问。
- 实例属性 ：实例属性是通过
__init__方法创建的，每个实例都有独立的属性值。__init__方法在实例化对象时自动调用，用来初始化对象的状态
类属性与实例属性的比较
| 属性类型 | 定义位置 | 共享性 | 初始化方式 | 内存消耗 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 类属性 | 类体内定义 | 所有实例共享 | 直接在类体内定义 | 内存节省 | 适用于所有实例共享的数据（如常量、默认配置） |
| 实例属性 | __init__ 方法中定义 |
每个实例独立拥有 | 在 __init__ 方法中定义 |
增加内存消耗 | 适用于每个实例独特的数据（如对象的状态） |
可以理解比喻为：
| 属性类型 | 比喻 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 类属性 | 狗的的腿和耳朵数量（所有狗狗共享） | 所有实例共享的数据，比如常量、默认设置等。 |
| 实例属性 | 每个狗狗的名字、年龄(所有狗狗独立) | 每个实例需要独立数据和状态的场景，比如个性化的对象数据。 |
实例属性可以理解为类属性，只是独立还是共享的区别
创建实例属性语法
python
class 类名:
# 类属性 可以理解为创建变量
类属性名1 = 类属性值1
类属性名2 = 类属性值2
# 构造方法（初始化方法）
def __init__(self, 参数1, 参数2):
# 实例属性 可以理解为创建变量
self.实例属性1 = 参数1
self.实例属性2 = 参数2
# 类方法1 可以理解为创建函数 但是这里是在类下面创建，所以叫方法
def 方法名1(self):
# 类方法代码
print(f"方法1执行，{self.实例属性1} 和 {self.实例属性2}")
# 类方法2
def 方法名2(self):
# 类方法代码
print("方法2执行")
# 创建类的实例（对象）
obj = 类名(参数1, 参数2) # 传递必要的参数给构造方法
# 调用类的方法
obj.方法1() # 调用方法1
obj.方法2() # 调用方法2示例代码：
python
class Dog:
# 类属性：所有狗狗共享的属性
legs = 4 # 正常狗狗的腿数都一样 四条腿
def __init__(self, name, breed):
# 实例属性：每只狗独有的属性
self.name = name # 每只狗的名字
self.breed = breed # 每只狗的品种
# 创建两只不同的狗对象
dog1 = Dog("旺柴", "拉布拉多")
dog2 = Dog("小白", "吉娃娃")
# 访问类属性
print(dog1.legs) # 输出 4
print(dog2.legs) # 输出 4
# 访问实例属性
print(dog1.name) # 输出 旺柴
print(dog2.name) # 输出 小白
# 修改类属性
Dog.legs = 3
print(dog1.legs) # 输出 3
print(dog2.legs) # 输出 3
# 修改实例属性
dog1.name = "大黄"
print(dog1.name) # 输出 大黄
print(dog2.name) # 输出 小白解释：
- 类属性 (
legs) ：
python
legs = 4 # 正常狗狗的腿数都一样 四条腿- 所有的狗狗共享同样的腿数，这里假设每只狗的腿数都是
4。类属性是所有对象共享的，所以修改了类属性后，所有对象都会受到影响。
- 实例属性 (
name和breed) ：
python
def __init__(self, name, breed):
# 实例属性：每只狗独有的属性
self.name = name # 每只狗的名字
self.breed = breed # 每只狗的品种- 每只狗狗的名字和品种是独特的，这些是通过
__init__方法在对象创建时传入并设置的。 _init__方法在 Python 中被称为构造方法（Constructor），它是一个特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象的属性
- 类的实例化(创建狗狗对象)：
python
dog1 = Dog("旺柴", "拉布拉多")
dog2 = Dog("小白", "吉娃娃")dog1和dog2是两只不同的狗，分别有不同的名字和品种。
- 访问类属性和实例属性：
python
# 访问类属性
print(dog1.legs) # 输出 4
print(dog2.legs) # 输出 4
#访问实例属性
print(dog1.name) # 输出 旺柴
print(dog2.name) # 输出 小白dog1.legs和dog2.legs输出的是类属性legs的值，默认是 4。dog1.name和dog2.name输出的是每只狗的实例属性name。
- 修改类属性和实例属性：
python
# 修改实例属性
dog1.name = "大黄"
print(dog1.name) # 输出 大黄
print(dog2.name) # 输出 小白- 修改类属性
legs后，所有狗对象的legs属性都会改变。 - 修改实例属性
dog1.name后，只有dog1的名字会改变，dog2的名字保持不变。
总结
本文以动物园管理 为生动比喻，系统讲解Python面向对象编程（OOP）核心概念，包括类与对象的定义、类属性与实例属性的区别、self关键字的原理及实际应用场景。通过代码示例与类比教学，帮助初学者快速掌握OOP的封装、继承思想，提升代码复用性与可维护性，为开发复杂项目奠定基础。