Python面向对象编程入门（十二）：深入理解类与实例

在Python中，类是实现面向对象编程的基础。本文将详细介绍新式类与经典类的概念及其主要区别，同时探讨类的定义、实例化、方法调用等核心概念。

1. 新式类与经典类

Python 2.x版本中，存在新式类与经典类两种类型。新式类是从Python 2.2版本开始引入的，其主要目的是为了统一类的行为，解决多重继承时的MRO（Method Resolution Order）问题。

• 新式类： 定义时必须显式或隐式地继承自object类，即所有类最终都继承自object。
• 经典类： 不显式继承任何类，或仅继承自非新式类。

# 新式类示例
class NewStyleClass(object):
    pass

# 经典类示例
# Python 2.x 版本中
# 注意：Python 3.x 中所有类默认都是新式类

class ClassicClass:
    pass

在Python 3.x中，所有类默认都是新式类，因此无需显式继承object。

2. 类的定义与实例化

类的定义使用class关键字，可以包含属性和方法。类的实例化是指根据类创建对象的过程。

class MyClass:
    def __init__(self, name, phone):
        self.name = name
        self.phOne= phone
        print(f'Your name is {self.name}')

    def update_phone(self, new_phone):
        self.phOne= new_phone
        print(f'New phone: {self.phone}')

# 实例化
john = MyClass('John', '1234567890')
jane = MyClass('Jane', '0987654321')

print(john.name)  # 输出: John
john.update_phone('9876543210')  # 输出: New phone: 9876543210

在上述示例中，__init__方法是一个特殊的方法，称为构造函数，用于初始化新创建的对象。

3. 方法调用

在Python中，方法是绑定到类实例的函数。调用方法时，实例对象会自动传递给方法的第一个参数，通常命名为self。

class Example:
    def print_foo(self):
        print(1)

example = Example()
example.print_foo()  # 输出: 1

注意，self参数在方法定义时必须显式指定，但在调用时由解释器自动传递。

4. 类属性与实例属性

类属性是类的所有实例共享的属性，而实例属性是每个实例独有的。

class MyClass:
    class_attribute = 100  # 类属性

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

# 访问类属性
print(MyClass.class_attribute)  # 输出: 100

# 修改类属性
MyClass.class_attribute += 1
print(MyClass.class_attribute)  # 输出: 101

# 创建实例并访问实例属性
instance = MyClass('Instance Value')
print(instance.instance_attribute)  # 输出: Instance Value

可以通过dir()函数和__dict__属性查看类的属性。

class MyClass:
    my_version = '1'

    def show_my_version(self):
        print(MyClass.my_version)

print(dir(MyClass))  # 输出类的所有属性和方法
print(MyClass.__dict__)  # 输出类的字典属性

5. 静态方法与类方法

静态方法和类方法是Python中特殊的类方法，分别通过@staticmethod和@classmethod装饰器定义。

class MyClass:
    @staticmethod
    def static_method():
        print('Static method called')

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print('Class method called')

MyClass.static_method()  # 输出: Static method called
MyClass.class_method()   # 输出: Class method called

静态方法不需要传递实例或类作为参数，而类方法需要传递类作为第一个参数，通常命名为cls。

6. 子类与继承

子类可以继承父类的属性和方法，并且可以重写或扩展这些方法。

class Parent:
    def foo(self):
        print('Parent method')

class Child(Parent):
    def foo(self):
        print('Child method')

parent = Parent()
child = Child()

parent.foo()  # 输出: Parent method
child.foo()   # 输出: Child method

如果不想完全覆盖父类的方法，可以使用super()函数调用父类的方法。

class Child(Parent):
    def foo(self):
        super().foo()  # 调用父类方法
        print('Child method')

child = Child()
child.foo()  # 输出: Parent method
            #       Child method

7. 内建函数与特殊方法

Python提供了一些内建函数和特殊方法，用于检查类和实例的关系，以及定制类的行为。

• issubclass(sub, sup): 检查sub是否是sup的子类。
• isinstance(obj, cls): 检查obj是否是cls的实例。

class A:
    pass

class B(A):
    pass

print(issubclass(B, A))  # 输出: True
print(isinstance(B(), A))  # 输出: True

特殊方法如__init__、__str__等，用于定制类的行为。

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def __str__(self):
        return f'MyClass instance with value: {self.value}'

instance = MyClass(10)
print(instance)  # 输出: MyClass instance with value: 10

通过以上内容，希望读者能够更好地理解和掌握Python中的面向对象编程。