python面向对象编程OOP

面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称OOP）是Python编程中一种重要的编程范式。OOP通过使用类和对象来组织代码，使代码更易于管理和维护。下面是一些Python面向对象编程的关键概念和示例：

1. 类和对象

**类（Class）**是创建对象的蓝图，定义了对象的属性和行为。**对象（Object）**是类的实例。

定义类

class Dog:# 类属性species = "Canis familiaris"# 初始化方法def __init__(self, name, age):self.name = name  # 实例属性self.age = age    # 实例属性# 实例方法def description(self):return f"{self.name} is {self.age} years old"def speak(self, sound):return f"{self.name} says {sound}"# 创建对象
my_dog = Dog("Buddy", 3)# 访问属性和方法
print(my_dog.description())  # 输出: Buddy is 3 years old
print(my_dog.speak("Woof Woof"))  # 输出: Buddy says Woof Woof

2. 继承

**继承（Inheritance）**允许一个类继承另一个类的属性和方法，从而实现代码重用。

class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")class Cat(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Meow"class Dog(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Woof"# 创建子类对象
my_cat = Cat("Whiskers")
my_dog = Dog("Buddy")print(my_cat.speak())  # 输出: Whiskers says Meow
print(my_dog.speak())  # 输出: Buddy says Woof

3. 多态

**多态（Polymorphism）**允许不同类的对象通过相同的接口调用不同的方法，增强了代码的灵活性。

def animal_sound(animal):print(animal.speak())# 传入不同类型的对象
animal_sound(my_cat)  # 输出: Whiskers says Meow
animal_sound(my_dog)  # 输出: Buddy says Woof

4. 封装

**封装（Encapsulation）**通过限制访问类内部的属性和方法，提高了数据的安全性和代码的可维护性。

class Car:def __init__(self, max_speed):self.__max_speed = max_speed  # 私有属性def set_max_speed(self, speed):self.__max_speed = speeddef get_max_speed(self):return self.__max_speed# 创建对象
my_car = Car(200)# 访问私有属性和方法
my_car.set_max_speed(220)
print(my_car.get_max_speed())  # 输出: 220

5. 方法重载与运算符重载

Python不直接支持方法重载，但可以通过默认参数实现。运算符重载允许自定义类的操作符行为。

运算符重载示例

class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)def __repr__(self):return f"Vector({self.x}, {self.y})"v1 = Vector(2, 3)
v2 = Vector(5, 7)
v3 = v1 + v2print(v3)  # 输出: Vector(7, 10)

6. 类方法与静态方法

类方法和静态方法通过装饰器来定义，区别在于类方法接收类本身作为第一个参数，而静态方法不接收类或实例作为默认参数。

class MyClass:@classmethoddef class_method(cls):return "This is a class method"@staticmethoddef static_method():return "This is a static method"# 调用类方法和静态方法
print(MyClass.class_method())  # 输出: This is a class method
print(MyClass.static_method())  # 输出: This is a static method