Python 类与实例

一、什么是类（Class）

类是对象的蓝图，它定义了一组属性和方法。类是用来描述某一类对象的特征和行为的模板，所有通过类创建的对象都会继承这些特征和行为。可以将类想象成一个“工厂”，通过类这个“工厂”可以生成多个“产品”（即实例）。

类的定义

在Python中，我们通过class关键字定义一个类。一个类可以包含多个属性（也叫实例变量）和方法（也叫实例函数）。以下是一个简单的类的定义：

class Dog:
    # 类的属性
    species = "Canis familiaris"  # 所有实例共享的属性

    # 初始化方法（构造函数）
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 实例属性
        self.age = age    # 实例属性

    # 类的方法
    def bark(self):
        print(f"{self.name} says woof!")

    def get_age(self):
        return self.age

• class Dog: ： 声明了一个名为 Dog 的类。

• __init__(self, name, breed, age) ： 这是一个特殊的方法，称为构造函数（constructor）。当创建 Dog 类的实例时，它会被自动调用，用于初始化实例的属性。

  • self： 代表实例本身，是每个实例方法（如 __init__、bark、describe）的第一个参数。

二、什么是实例（Instance）？

实例是通过类创建的对象，表示类的一个具体化。每个实例都有自己的属性和方法，可以独立于其他实例。可以通过调用类的构造函数来创建一个实例。

创建实例

创建类的实例时，我们需要调用类的构造函数__init__，并传入必要的参数。

# 创建Dog类的实例
my_dog = Dog("Buddy", 5)

# 访问实例的属性
print(my_dog.name)  # 输出: Buddy
print(my_dog.age)   # 输出: 5

# 调用实例的方法
my_dog.bark()  # 输出: Buddy says woof!

这里，我们通过Dog("Buddy", 5)创建了一个名为my_dog的实例，表示一只名字叫做“Buddy”、5岁大的狗。通过实例，我们可以访问该狗的名字和年龄，并调用它的bark方法。

三、类与实例的关系

类和实例之间的关系可以理解为“模板”与“具体产品”的关系。类是创建实例的模板，而实例是根据这个模板创建的具体对象。

每个实例都有自己的属性值，但它们共享类中定义的方法。例如，我们可以创建另一个Dog类的实例：

my_dog2 = Dog("wangwang", 5)
my_dog2.bark()
# 输出: wangwang says woof!

尽管my_dog和my_dog2都是Dog类的实例，但它们的属性值不同，因此它们是两个不同的对象。

四、类的属性和方法

1. 属性

类的属性可以分为两类：实例属性和类属性。

• 实例属性：每个实例都有自己独立的属性值。例如，name和age就是实例属性，因为每个Dog实例都有自己独立的name和age。
• 类属性：类属性是所有实例共享的属性。它们在类定义中直接声明，而不是在__init__方法中。例如：

python复制代码
class Dog:
    species = "Homo Sapiens"  # 类属性

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

在这个例子中，species是一个类属性，所有Dog实例都共享这个属性。

2. 方法

类的方法可以分为实例方法、类方法和静态方法。

• 实例方法：实例方法是与实例相关联的方法，它们通常用于操作实例的属性。实例方法的第一个参数通常是self，表示调用该方法的实例。例如，bark就是一个实例方法。
• 类方法：类方法是与类相关联的方法，它们通常用于操作类属性或执行与类相关的操作。类方法使用@classmethod装饰器来定义，第一个参数通常是cls，表示调用该方法的类。例如：

class Dog:
    species = "Homo Sapiens"

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

    @classmethod
    def get_species(cls):
        return cls.species

• 静态方法：静态方法是不与类或实例相关联的方法，它们通常用于执行与类或实例无关的操作。静态方法使用@staticmethod装饰器来定义，不需要self或cls参数。例如：

class Dog:
    species = "Homo Sapiens"

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

    @staticmethod
    def is_adult(age):
        return age >= 18


# 创建实例
dog1 = Dog("Buddy", 5)

print(Dog.is_adult(dog1.age))