Python 类和实例

1. 什么是类和实例？

在Python中，类（Class） 是一个用于创建对象的模板，而 实例（Instance） 是根据这个类创建的特定对象。类定义了对象的属性（数据）和方法（行为），而实例则是类的具体实现。

例如，假设我们有一个“狗”的类，它可以定义狗的属性（如名字和年龄）和行为（如吠叫）。每只具体的狗（如“Buddy”或“Max”）就是这个类的一个实例。

2. 如何定义一个类

在Python中，我们使用 class 关键字来定义一个类。类名通常使用大驼峰命名法（CamelCase）。在类内部，我们可以定义属性和方法。

以下是一个简单的类定义示例：

class Dog:
    def bark(self):
        print("汪汪！")

在这个例子中：

• class Dog: 定义了一个名为 Dog 的类。
• bark 是一个方法，self 是方法的第一个参数，表示调用该方法的实例本身（这是Python的惯例）。

3. 创建类的实例

定义好类后，我们可以通过类名加括号来创建实例，并将其赋值给变量。实例是一个独立的对象，拥有类中定义的属性和方法。

以下是如何创建 Dog 类实例的示例：

class Dog:
    def bark(self):
        print("汪汪！")

my_dog1 = Dog()
my_dog1.bark()  # 输出: 汪汪！
print(my_dog1)  # <__main__.Dog object at 0x1044b1b10>

my_dog2 = Dog()
my_dog2.bark()  # 输出: 汪汪！
print(my_dog2)  # <__main__.Dog object at 0x10462a490>

在这里：

• my_dog1 = Dog() 创建了一个 Dog 类的实例，并赋值给变量 my_dog1。
• 使用点号（.）调用实例的 bark 方法，输出“汪汪！”。
• my_dog1 和 my_dog2 是两个不同的实例，从输出的实例地址不同就可以区分

4. 访问属性和方法

实例的属性和方法可以通过点号（.）访问。方法是类的函数，而属性是与实例相关的数据。

让我们扩展一下示例：

class Dog:
    def bark(self):
        print("汪汪！")

    def wag_tail(self):
        print("尾巴摇摇！")

my_dog = Dog()
my_dog.bark()      # 输出: 汪汪！
my_dog.wag_tail()  # 输出: 尾巴摇摇！

在这个例子中，my_dog 调用了两个方法：bark 和 wag_tail。

5. 使用 __init__ 方法初始化实例

__init__ 是一个特殊方法，也称为构造函数。当创建新实例时，Python会自动调用它来初始化实例的属性。我们可以在 __init__ 中定义实例特定的数据。

以下是一个带有 __init__ 方法的示例：

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

    def bark(self):
        print(f"{self.name} 说：汪汪！")

my_dog = Dog("Buddy", 3)
print(my_dog.name)  # 输出: Buddy
print(my_dog.age)   # 输出: 3
my_dog.bark()       # 输出: Buddy 说：汪汪！

在这个例子中：

• __init__ 方法接受 name 和 age 两个参数（第一个不需要传），并将它们保存为实例属性（self.name 和 self.age）。
• 函数中的第一个参数 self 表示调入此函数的实例本身，比如当调用 my_dog.name，时 self 就是 my_dog。
• 创建实例时需要传入参数：Dog("Buddy", 3)。
• 使用点号访问属性（如 my_dog.name）或调用方法（如 my_dog.bark()）。

6. 类属性与实例属性的区别

在 Python 中，属性可以分为 类属性 和 实例属性：

• 类属性：定义在类内部但在方法外部，属于类本身，所有实例共享。
• 实例属性：定义在 __init__ 方法中，使用 self 指定，每个实例独立拥有。

以下是两者的对比示例：

class Dog:
    species = "犬科"  # 类属性，即所有的 Dog 都是 犬科

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

    def bark(self):
        print(f"{self.name} 说：汪汪！")

dog1 = Dog("Buddy", 3)
dog2 = Dog("Max", 5)

print(dog1.species)  # 输出: 犬科
print(dog2.species)  # 输出: 犬科
print(dog1.name)     # 输出: Buddy
print(dog2.name)     # 输出: Max

在这个例子中：

• species 是类属性，所有 Dog 实例共享。
• name 和 age 是实例属性，每个实例有自己的值。
• 如果通过实例修改类属性（如 dog1.species = "狼"），只会为该实例创建一个新的实例属性，而类属性保持不变。

7. 关于继承的简要说明

继承是面向对象编程中的一个重要特性，允许一个类从另一个类继承属性和方法，从而实现代码重用。例如，我们可以创建一个 Puppy 类，继承 Dog 类的功能。不过，继承将在后续章节中详细讲解，这里仅作提及。

总结

在本教程中，我们学习了Python中类和实例的基础知识：

• 类 是对象的模板，使用 class 关键字定义。
• 实例 是类的具体对象，通过类名创建。
• 使用 __init__ 方法初始化实例属性。
• 类属性属于类，实例属性属于每个实例。