Python 面向对象基础复习

设计模式大量依赖"面向对象思想"，如果没有夯实的 OOP（Object-Oriented Programming）基础，理解许多模式会比较吃力。本篇将快速复习 Python 中与设计模式关系最紧密的 OOP 特性，让你在后续章节学习中更顺畅。

一、Python 的类与对象（Class & Object）

Python 是一门"完全面向对象"的语言：

一切皆对象，包括函数、类、模块甚至整数。

创建类非常简单：

python 复制代码

class Animal:
    def speak(self):
        return "Hello"

实例化：

python 复制代码

dog = Animal()
print(dog.speak())

设计模式中常见的"对象创建""对象组合""对象交互"等概念都以此为基础。

二、封装（Encapsulation）

封装意在"隐藏内部实现，只暴露必要接口"。

Python 没有强制访问控制，但通过约定实现封装：

_name：建议视为内部属性，不要在外部直接访问
__name：触发名称改写（Name Mangling），进一步避免访问

示例：

python 复制代码

class User:
    def __init__(self, name):
        self._name = name      # 约定内部使用
        self.__token = "xxx"   # 强保护属性

    def get_name(self):
        return self._name

封装使得对象在设计模式中可以保持稳定的对外接口，并在内部自由调整结构。

三、继承（Inheritance）

继承允许子类复用父类的属性与方法。

示例：

python 复制代码

class Animal:
    def speak(self):
        return "..."

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

继承是很多模式的基础，如 模板方法、装饰器、工厂模式 等。

但注意：

Python 更强调组合优于继承。

四、多态（Polymorphism）

多态让不同对象可以通过同一个方法名实现不同行为。

python 复制代码

class Cat:
    def speak(self):
        return "Meow"

class Dog:
    def speak(self):
        return "Woof"

def animal_speak(a):
    print(a.speak())

animal_speak(Cat())
animal_speak(Dog())

行为型设计模式（如策略、状态、命令等）大量依赖多态思想。

五、组合（Composition）

比继承更灵活的代码结构。

python 复制代码

class Engine:
    def run(self):
        print("Engine running")

class Car:
    def __init__(self):
        self.engine = Engine()

    def start(self):
        self.engine.run()

组合是很多设计模式的核心，比如：

适配器
装饰器
外观
桥接
责任链
组合模式

组合可以让对象通过"拼装组件"实现功能，从而达到高扩展性。

六、抽象类与接口（ABC & Protocol）

Python 使用 abc.ABC 定义抽象类：

python 复制代码

from abc import ABC, abstractmethod

class Payment(ABC):
    @abstractmethod
    def pay(self):
        pass

Python 3.8+ 可使用 typing.Protocol 定义"接口风格"的约定：

python 复制代码

from typing import Protocol

class Speakable(Protocol):
    def speak(self) -> str: ...

这在实现策略模式、工厂模式、模板方法等时非常重要。

七、特殊方法（Magic Methods）

设计模式实现中常用 Python 魔术方法，如：

方法	用途
`__call__`	让对象可像函数一样调用
`__new__`	控制实例创建（常用于单例）
`__enter__` / `__exit__`	上下文管理器
`__iter__` / `__next__`	迭代器模式基础
`__getattr__` / `__setattr__`	动态代理的基础

例如，单例模式常通过重写 __new__ 来实现实例唯一性。

八、总结

本章快速回顾了 Python 的 OOP 核心特性，包括：

类与对象
封装
继承
多态
组合
抽象类与接口
魔术方法

掌握这些内容后，你就能更轻松理解和实现后续的设计模式示例。