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如何创建与使用Python类

在编程中，类是最强大的工具之一。通过定义类，我们可以将复杂的实物抽象为一系列属性和方法，从而模拟现实世界中的对象。在Python中，类的使用可以让我们的程序变得更直观、更高效。

一、创建类

1.1 类的基石

类的核心是通过class语句定义，像这样：

class Dog:
    """模拟一个小狗的简单尝试"""
    def __init__(self, name, age):
        """类初始化方法"""
        self.name = name
        self.age = age
    def sit(self):
        """小狗蹲下"""
        print(f"{self.name.title()} is now sitting.")
    def roll_over(self):
        """小狗打滚"""
        print(f"{self.name.title()} rolled over!")

• __init__方法：这是一个特殊方法，用于初始化新实例时执行。每当我们使用Dog类创建新实例时，Python都会自动调用__init__方法。
• 属性：即实例可以访问的变量，如self.name和self.age。
• 方法：即可以通过实例调用的一系列操作，如sit()和roll_over()。

1.2 创建实例

my_dog = Dog('Willie', 6)
# 访问属性
print(f"My dog's name is {my_dog.name.title()}.")
print(f"My dog is {my_dog.age} years old.")
# 调用方法
my_dog.sit()  # 输出: "Willie is now sitting."
my_dog.roll_over()  # 输出: "Willie rolled over!"

• 实例化：使用Dog类创建小狗实例my_dog。
• 属性访问：通过.符号访问实例中的属性。
• 方法调用：通过.符号调用实例中的方法。

二、类与实例的使用

类的真正作用在于定义实物的行为和属性。通过实例化，我们可以获得具体的实例。比如，两个狗可以各自拥有不同的属性和行为：

my_dog = Dog('Willie', 6)
your_dog = Dog('Lucy', 3)
print(my_dog.name.title())  # 输出: "Willie"
print(your_dog.age)  # 输出: 3
# 调用方法
my_dog.sit()
your_dog.sit()  # 输出: "Lucy is now sitting."

三、类的继承

3.1 子类与父类

当我们需要为现有的类增加新的功能时，继承是最好的选择。例如，扩展一个默认的Car类，创建一个专门用于电动汽车的ElectricCar类：

class Car:
    """一个通用的汽车类"""
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0
    def get_descriptive_name(self):
        """返回汽车的详细描述"""
        return f"{self.year} {self.make} {self.model}"
class ElectricCar(Car):
    """电动汽车的具体实现"""
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()
    def charge(self):
        """电动汽车充电"""
        print("This is an electric car. Charge it now!")

• 继承语法：class ElectricCar(Car): 表示ElectricCar继承自Car。
• **super()``函数**：用于调用父类的init`方法。
• 子类特性：ElectricCar实例包含一个Battery实例。

四、模块导入

将类组织到模块中，可以让代码更干净。例如，car.py模块包含所有与汽车相关的类：

"""一个汽车相关的模块"""
class Car:
    """汽车的基础类"""
    def __init__(self, make, model, year):
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0
    def get_descriptive_name(self):
        """返回汽车的详细描述"""
        return f"{self.year} {self.make} {self.model}"
class Battery:
    """汽车电池类"""
    def __init__(self, battery_size=70):
        self.battery_size = battery_size
    def describe_battery(self):
        """描述电池容量"""
        print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")
class ElectricCar(Car):
    """电动汽车类"""
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery()
    def charge(self):
        """电动汽车充电"""
        print("This is an electric car. Charge it now!")

• 导入方式：
• 单个类导入：

  from car import Car

• 导入多个类：

  from car import Car, ElectricCar, Battery

• 导入模块内容：

  import car

五、Python 标准库

Python 标准库为你提供了丰富的工具。例如，collections.OrderedDict 让你创建有序字典：

from collections import OrderedDict
# 创建有序字典
favorite_languages = OrderedDict()
favorite_languages['jen'] = 'python'
favorite_languages['sarah'] = 'c'
favorite_languages['edward'] = 'ruby'
favorite_languages['phil'] = 'python'
# 遍历字典
for name, language in favorite_languages.items():
    print(f"{name.title()}'s favorite language is {language}.")

六、总结

通过类，你可以将复杂的逻辑封装到模块中，模块化代码让项目更易维护。继承则让你可以共享现有类的功能，节省开发时间。学会合理使用模块和标准库，将你的代码变得更高效、更专业。