1.2.1 面向对象详解——AI教你学Django

1.2.1 面向对象详解(Django 基础学习细节)

Python 的面向对象编程(OOP)思想是 Django 框架设计的核心,也是开发复杂应用的必备技能。下面将对面向对象各知识点进行详细讲解,并配以大量代码示例。

一、类与对象、属性与方法

1. 定义类与创建对象

python 复制代码
class Dog:
    species = "Canis familiaris"  # 类属性

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

    def bark(self):           # 实例方法
        print(f"{self.name} says: Woof!")

# 创建对象
d1 = Dog("Tommy", 2)
d2 = Dog("Jerry", 3)

print(d1.name)         # Tommy
print(d2.age)          # 3
d1.bark()              # Tommy says: Woof!
print(Dog.species)     # Canis familiaris

说明:

  • 类属性属于类本身,所有对象共享。
  • 实例属性属于每个对象,互不干扰。
  • 方法通过 self 访问实例属性和其他方法。

二、构造与析构函数

1. 构造函数(__init__

  • 在创建对象时自动调用,用于初始化属性。
python 复制代码
class User:
    def __init__(self, username, email):
        self.username = username
        self.email = email
        print(f"User {self.username} created!")

u = User("alice", "alice@demo.com")
# 输出: User alice created!

2. 析构函数(__del__

  • 在对象销毁时自动调用(很少用,谨慎使用)。
python 复制代码
class Temp:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __del__(self):
        print(f"Temp object {self.name} destroyed.")

t = Temp("t1")
del t
# 输出: Temp object t1 destroyed.

三、类方法、静态方法、实例方法

1. 实例方法

  • 默认第一个参数是 self,表示对象自身。
python 复制代码
class Cat:
    def say(self):
        print("Meow")

c = Cat()
c.say()

2. 类方法(@classmethod)

  • 第一个参数是 cls,表示类本身,可用来创建对象或访问类属性。
python 复制代码
class Person:
    count = 0

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        Person.count += 1

    @classmethod
    def show_count(cls):
        print(f"Total persons: {cls.count}")

Person("Ann")
Person("Bob")
Person.show_count()  # Total persons: 2

3. 静态方法(@staticmethod)

  • 无需 selfcls,逻辑通常与类相关但不依赖类属性或实例属性。
python 复制代码
class MathUtil:
    @staticmethod
    def add(a, b):
        return a + b

print(MathUtil.add(3, 4))     # 7

四、继承、多态、super

1. 继承

  • 子类自动拥有父类的属性和方法。
python 复制代码
class Animal:
    def speak(self):
        print("Animal speaks.")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("Dog barks.")

d = Dog()
d.speak()  # Dog barks.

2. 多重继承

python 复制代码
class A:
    def foo(self):
        print("A")

class B:
    def bar(self):
        print("B")

class C(A, B):
    pass

c = C()
c.foo()    # A
c.bar()    # B

3. 多态

  • 父类引用可以指向子类对象,表现出不同的行为。
python 复制代码
class Bird:
    def fly(self):
        print("Bird flies.")

class Duck(Bird):
    def fly(self):
        print("Duck flies.")

def let_fly(obj):
    obj.fly()

b = Bird()
d = Duck()
let_fly(b)  # Bird flies.
let_fly(d)  # Duck flies.

4. super() 用法

  • 用于调用父类方法,保证正确的继承链。
python 复制代码
class Base:
    def hello(self):
        print("Base says hello")

class Sub(Base):
    def hello(self):
        print("Sub says hi")
        super().hello()

s = Sub()
s.hello()
# 输出:
# Sub says hi
# Base says hello

五、魔法方法(特殊方法)

Python 内建许多以双下划线开头结尾的方法,称为魔法方法,可自定义对象行为。

1. __str____repr__

python 复制代码
class Book:
    def __init__(self, title):
        self.title = title

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

    def __repr__(self):
        return f"Book('{self.title}')"

b = Book("Python")
print(str(b))   # Book: Python
print(repr(b))  # Book('Python')

2. __getitem____setitem__

  • 让对象支持索引访问,像列表/字典一样。
python 复制代码
class MyList:
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    def __getitem__(self, idx):
        return self.data[idx]

    def __setitem__(self, idx, value):
        self.data[idx] = value

ml = MyList([1,2,3])
print(ml[1])      # 2
ml[1] = 99
print(ml[1])      # 99

3. __call__

  • 让对象能像函数一样被调用。
python 复制代码
class Greeter:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __call__(self, msg):
        print(f"{self.name} says: {msg}")

g = Greeter("Alice")
g("Hello!")    # Alice says: Hello!

六、属性(property装饰器,getter/setter)

1. property装饰器

  • 用于把方法变成属性,可以控制读取、写入、删除行为(安全、简洁)。
python 复制代码
class Circle:
    def __init__(self, radius):
        self._radius = radius

    @property
    def radius(self):
        return self._radius

    @radius.setter
    def radius(self, value):
        if value < 0:
            raise ValueError("radius must be positive")
        self._radius = value

    @property
    def area(self):
        return 3.1416 * self._radius ** 2

c = Circle(5)
print(c.radius)     # 5
print(c.area)       # 78.54
c.radius = 10       # 调用 setter
# c.radius = -1     # 会抛出异常

2. 只读属性

python 复制代码
class Student:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name

s = Student("Ann")
print(s.name)  # Ann
# s.name = "Bob"  # AttributeError: can't set attribute

七、实用小结

  • 类和对象是代码复用和业务抽象的基础。
  • 构造/析构函数用于资源管理和初始化。
  • 三种方法(实例、类、静态)方便不同层级的操作。
  • 继承和多态让代码扩展性更强。
  • 魔法方法让对象表现更灵活(如自定义打印、索引、调用等)。
  • property装饰器让属性读写更安全和优雅。
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