Python教程(20)——python面向对象编程基本概念

面向对象（Object-oriented）是一种常用的程序设计思想，它以对象作为程序的基本单元，将数据和操作封装在一起，通过对象之间的交互来实现程序的功能。

在面向对象编程中，将问题抽象成对象，而对象可以拥有属性（数据）和方法（操作）。对象可以被看作是现实世界中的实体或概念，具有某种特定的状态和行为。通过封装、继承和多态等机制，可以实现代码的模块化、复用和灵活性。

上面的解释是非常的抽象，可能对于很多初学者来说，不是很好理解，但是没关系，后面学习过这章节之后，你就大概能理解了。，我们先来了解Python面向对象的一些基本概念，以便可以很好的掌握面向对象编程。

给出一段小代码，然后逐个来分析Python面向对象编程中的一些的基本概念。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def say_hello(self):
        print(f"你好，我是{self.name}，今年{self.age}岁。")

person1 = Person("一点", 30)
person1.say_hello()  # 输出：你好，我是一点，今年30岁。
person2 = Person("Alittle", 40)
person2.say_hello()  # 输出：你好，我是Alittle，今年40岁。

类和对象

类（Class）是一种抽象的概念，用于定义具有相同属性和方法的对象的集合。对象（Object）是类的一个具体实例，通过类可以创建多个对象。 上面的例子我们创建一个Person类，然后person1是创建的具体的实例对象，可以创建多个，person1和person2都是创建的对象。

初始化方法

初始化方法（Constructor）是类中一个特殊的方法，它在创建对象时自动调用。在初始化方法中，可以对对象的属性进行初始化。在Python中，初始化方法的名称为__init__。 上面的__init__(self, name, age)也就是初始化方法，也可以称为构造函数，其中参数self不可省略。

属性和方法

属性（Attribute）是对象的特征或数据，方法（Method）是对象的行为或操作。对象的属性保存对象的状态，而方法定义了对象的行为。 上面例子的name和age就是定义的属性，say_hello就是定义的方法。更加具体的相关介绍后面会写。

self关键字

在类中定义方法时，方法的第一个参数必须是self。self表示对象本身，在方法内可以通过self访问对象的属性和方法。

继承

继承（Inheritance）是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类从另一个类继承属性和方法。通过继承，子类可以重用父类的代码，并可以在子类中添加新的属性和方法。在Python中通过在类定的时候加括号的方式来实现继承class Student(Person)。

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, school):
        super().__init__(name, age)  # 调用父类的初始化方法
        self.school = school
    
    def say_hello(self):
        super().say_hello()  # 调用父类的方法
        print(f"我在{self.school}上学。")

student1 = Student("一点的女儿", 5, "幼儿园")
student1.say_hello()

这个例子输出：

你好，我是一点的女儿，今年5岁。
我在幼儿园上学。

多态

多态（Polymorphism）是指一个对象可以引用不同类的实例，从而实现不同类的方法可以具有相同的行为。这可以通过继承和方法重写来实现。

class Animal:
    def make_sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def make_sound(self):
        print("汪汪汪！")

class Cat(Animal):
    def make_sound(self):
        print("喵喵喵！")

def make_animal_sound(animal):
    animal.make_sound()

dog = Dog()
cat = Cat()
make_animal_sound(dog)  # 输出：汪汪汪！
make_animal_sound(cat)  # 输出：喵喵喵！

我们可以传入不同的对象（Dog 或 Cat），但是函数 make_animal_sound 的调用方式却是一样的。 这种多态性使得我们可以编写更加灵活和可扩展的代码。当我们拓展程序中的新功能时，只需要创建新的派生类并重写相应的方法即可，而不用修改已有的代码。这大大降低了代码的耦合性，提高了代码的可维护性和可扩展性。

需要注意的是，面向对象编程不仅仅是这些基本概念的运用，还包括一些设计原则和模式等，用于指导和优化面向对象的软件开发。这些概念和原则一起构成了面向对象编程的完整体系。