【学习笔记】《Python编程 从入门到实践》第9章：类、继承、组合与面向对象编程

Python 入门实践 09：类、对象、继承与组合

系列第 9 篇：本文是《Python编程 从入门到实践》读书笔记系列的第 9 篇。

本文内容：类的创建与实例化、类属性与方法的定义、继承（super()、重写）、组合（将实例用作属性）、导入类、Python 标准库。
本章目标：这一篇主要解决一个问题：当程序里出现"有属性、有行为的对象"时，怎么组织代码更清楚。

开篇：这篇解决什么问题

函数适合封装动作，字典适合保存数据。类则适合把数据和动作放在一起，比如任务对象、用户对象、订单对象。这样代码更接近我们描述业务的方式。

本篇你会学到什么

• 类和对象分别是什么
• __init__() 和 self 怎么理解
• 如何给类添加属性和方法
• 如何修改对象属性
• 继承和组合分别适合什么场景

场景案例：定义一个自动化任务对象

先定义一个任务类：

class AutomationTask:
    """A simple automation task."""

    def __init__(self, name, owner):
        self.name = name
        self.owner = owner
        self.status = 'pending'

    def describe(self):
        print(self.name + ' is owned by ' + self.owner + '.')

    def run(self):
        self.status = 'running'
        print('Run task: ' + self.name)


task = AutomationTask('daily_report', 'alice')
task.describe()
task.run()
print(task.status)

这个例子里，任务有名称、负责人、状态，也有描述和运行两个动作。这就是类适合表达的东西。

知识点拆解

1. 创建类

class Dog:
    """A simple dog class."""

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        print(self.name.title() + ' is now sitting.')

类名通常使用大驼峰命名，比如 Dog、UserProfile、AutomationTask。

2. __init__() 是初始化方法

创建实例时，Python 会自动调用 __init__()：

my_dog = Dog('willie', 6)

这里 'willie' 和 6 会传给 name 和 age，然后保存到实例属性里。

3. self 表示当前实例

self.name = name
self.age = age

可以简单理解为：把传进来的值，保存到"当前这个对象"身上。

初学时不用把 self 想得太玄。先记住：类里的方法第一个参数通常写 self，通过 self.xxx 访问对象自己的属性。

4. 创建实例并访问属性

my_dog = Dog('willie', 6)

print(my_dog.name)
print(my_dog.age)

调用方法：

my_dog.sit()

5. 给属性设置默认值

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def read_odometer(self):
        print('This car has ' + str(self.odometer_reading) + ' miles on it.')

odometer_reading 不需要从外部传入，新车默认里程为 0。

6. 修改属性

可以直接修改：

my_car = Car('audi', 'a4', 2024)
my_car.odometer_reading = 100
my_car.read_odometer()

也可以通过方法修改：

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def update_odometer(self, mileage):
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print("You can't roll back an odometer.")

通过方法修改属性，可以加一些校验逻辑。

7. 继承：子类复用父类能力

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery_size = 75

    def describe_battery(self):
        print('This car has a ' + str(self.battery_size) + '-kWh battery.')

ElectricCar 继承了 Car 的属性和方法，又增加了电池容量。

继承适合表达"某类对象是一种更具体的对象"。比如电动车是一种车。

8. 重写父类方法

如果子类不想使用父类的某个方法，可以重新定义同名方法：

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)

    def fill_gas_tank(self):
        print("This car doesn't need a gas tank.")

9. 组合：把对象作为属性

有时候不用继承，而是把一个对象放到另一个对象里：

class Battery:
    def __init__(self, battery_size=75):
        self.battery_size = battery_size

    def describe_battery(self):
        print('This car has a ' + str(self.battery_size) + '-kWh battery.')


class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()

组合适合表达"某个对象拥有另一个对象"。比如电动车有一块电池。

10. 导入类

可以把类放在单独文件里，比如 task.py：

class AutomationTask:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

在另一个文件里导入：

from task import AutomationTask

task = AutomationTask('daily_report')
print(task.name)

初学者容易踩的坑

问题	常见原因	建议
忘记 self	方法定义不完整	实例方法第一个参数写 self
__init__ 拼错	下划线数量不对	前后都是两个下划线
类名和实例名混乱	没分清模板和具体对象	类是模板，实例是具体对象
继承用得太早	为了复用而强行继承	先判断是不是 "is-a" 关系
类太大	什么逻辑都塞进一个类	按职责拆分方法或组合对象

工作里能怎么用

场景	类可以怎么用
任务对象	名称、状态、负责人、执行方法
用户对象	用户名、角色、权限
配置对象	加载、校验、保存配置
接口客户端	请求地址、认证信息、请求方法
项目实体	需求、任务、版本、发布记录

示例：任务对象状态流转：

class Task:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.status = 'pending'

    def finish(self):
        self.status = 'done'


task = Task('daily_report')
task.finish()
print(task.status)

小结

• 类是模板，实例是根据类创建出来的具体对象
• __init__() 用来初始化实例属性
• self 表示当前实例
• 方法是定义在类里的函数
• 属性可以直接修改，也可以通过方法修改
• 继承适合 "is-a" 关系
• 组合适合 "has-a" 关系
• 类适合组织有属性、有行为的业务对象

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