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一、类和对象的基本概念

什么是类？

类（Class）是一种自定义的数据类型，可以理解为现实世界中某类事物的抽象模板。比如：

• 学生类（Student）：代表所有学生的共同特征
• 教师类（Teacher）：代表所有教师的共同特征

类就像一个蓝图，定义了这类事物会有哪些属性（特征）和方法（行为）。

什么是对象？

对象（Object）是类的具体实例，也可以理解为用类创建的 "变量"。比如：

• 用 Student 类创建出 "小明" 这个具体学生
• 用 Teacher 类创建出 "李老师" 这个具体教师

一个类可以创建出无数个对象，每个对象都具有类中定义的属性和方法。

二、类的创建与使用

1. 类的基本创建

# 定义一个学生类
class Student:# 类的内容pass  # pass表示暂时不写内容

2. 构造函数

构造函数是创建对象时自动调用的特殊方法，用于初始化对象的属性。在 Python 中，构造函数的名字固定为__init__。

class Student:# 构造函数，self是必须的参数def __init__(self, name, age):# 初始化对象的属性self.name = name  # 姓名属性self.age = age    # 年龄属性

3. 实例化（创建对象）

使用类创建对象的过程叫做实例化。

# 用Student类创建对象（实例化）
student1 = Student("小明", 18)  # 创建第一个学生对象
student2 = Student("小红", 17)  # 创建第二个学生对象

这里的student1和student2就是 Student 类的对象。

4. 类的方法

方法是定义在类中的函数，用于描述对象的行为。

class Student:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = age# 定义一个方法：介绍自己def introduce(self):print(f"大家好，我叫{self.name}，今年{self.age}岁")# 定义一个方法：学习def study(self, subject):print(f"{self.name}正在学习{subject}")

5. 关于 self 的说明

• self是类中方法的第一个参数，代表对象自身
• 当对象调用方法时，Python 会自动把对象本身作为self参数传入
• 通过self可以访问对象的属性和其他方法
• self只是一个约定俗成的名字，也可以用其他名字，但建议始终使用self

三、属性和方法的分类

1. 实例属性

• 属于具体对象的属性，每个对象的实例属性可以有不同的值
• 定义在__init__方法中，用self.属性名表示
• 通过对象名访问：对象名.属性名

class Student:def __init__(self, name, age):self.name = name  # 实例属性self.age = age    # 实例属性# 使用实例属性
student1 = Student("小明", 18)
print(student1.name)  # 输出：小明
student1.age = 19     # 修改实例属性

2. 类属性

• 属于类本身的属性，所有对象共享同一个类属性
• 定义在类中，方法外
• 通过类名或对象名访问：类名.属性名 或 对象名.属性名

class Student:# 类属性：所有学生都属于同一个学校school = "阳光中学"def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = age# 使用类属性
print(Student.school)  # 输出：阳光中学student1 = Student("小明", 18)
student2 = Student("小红", 17)
print(student1.school)  # 输出：阳光中学
print(student2.school)  # 输出：阳光中学# 修改类属性（会影响所有对象）
Student.school = "希望中学"
print(student1.school)  # 输出：希望中学

3. 实例方法

• 属于具体对象的方法，需要通过对象调用
• 第一个参数必须是self，代表调用该方法的对象
• 可以访问和修改实例属性和类属性

class Student:school = "阳光中学"def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = age# 实例方法def get_info(self):return f"姓名：{self.name}，年龄：{self.age}，学校：{self.school}"student1 = Student("小明", 18)
print(student1.get_info())  # 调用实例方法

4. 类方法

• 属于类的方法，需要用@classmethod装饰器标识
• 第一个参数是cls，代表类本身
• 只可以访问和修改类属性，不能直接访问实例属性
• 通过类名或对象名调用

class Student:school = "阳光中学"def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = age# 类方法@classmethoddef change_school(cls, new_school):cls.school = new_school  # 修改类属性# 调用类方法
Student.change_school("希望中学")
print(Student.school)  # 输出：希望中学

5. 魔术方法（特殊方法，竞赛不需要掌握）

魔术方法是 Python 中具有特殊功能的方法，以双下划线__开头和结尾。常用的魔术方法：

• __init__：构造函数，创建对象时调用
• __str__：返回对象的字符串表示，使用print()打印对象时调用
• __len__：返回对象的长度，使用len()函数时调用
• __del__：析构函数，对象被销毁时调用

class Student:def __init__(self, name, courses):self.name = nameself.courses = courses  # 课程列表# 自定义打印对象时的输出def __str__(self):return f"学生：{self.name}"# 自定义len()函数的返回值def __len__(self):return len(self.courses)  # 返回课程数量student1 = Student("小明", ["数学", "语文", "英语"])
print(student1)  # 输出：学生：小明（调用了__str__方法）
print(len(student1))  # 输出：3（调用了__len__方法）

四、综合示例

# 定义一个完整的学生类
class Student:# 类属性total_students = 0  # 学生总数def __init__(self, name, age):# 实例属性self.name = nameself.age = ageself.grades = {}  # 存储成绩的字典# 每创建一个学生，总数加1Student.total_students += 1# 实例方法：添加成绩def add_grade(self, subject, grade):self.grades[subject] = grade# 实例方法：计算平均成绩def get_average(self):if not self.grades:return 0return sum(self.grades.values()) / len(self.grades)# 类方法：获取学生总数@classmethoddef get_total(cls):return cls.total_students# 魔术方法：返回字符串表示def __str__(self):return f"{self.name}（{self.age}岁）"# 使用学生类
if __name__ == "__main__":# 创建学生对象s1 = Student("小明", 18)s2 = Student("小红", 17)# 添加成绩s1.add_grade("数学", 90)s1.add_grade("语文", 85)s2.add_grade("数学", 95)s2.add_grade("语文", 92)s2.add_grade("英语", 88)# 打印信息print(s1)  # 调用__str__方法print(f"{s1.name}的平均成绩：{s1.get_average()}")print(s2)print(f"{s2.name}的平均成绩：{s2.get_average()}")# 查看学生总数print(f"学生总数：{Student.get_total()}")

总结

• 类是对象的模板，对象是类的实例
• 属性描述特征，方法描述行为
• 实例属性和方法属于具体对象，类属性和方法属于类本身
• self代表对象自身，cls代表类本身
• 魔术方法可以自定义对象的各种行为