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1. 类与对象

1.1 基本概念

​​类​​是创建对象的蓝图，定义了对象的​​属性​​（数据）和​​方法​​（行为）。​​对象​​是类的实例化实体，每个对象拥有独立的属性值和共享的类方法

​​示例​​：定义Dog类

class Dog:species = "Canis familiaris"  # 类属性（所有实例共享）def __init__(self, name, age):  # 构造函数self.name = name  # 实例属性self.age = agedef bark(self):  # 实例方法print(f"{self.name} says: Woof!")

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1.2 构造函数__init__

• 作用：初始化对象属性，在实例化时自动调用
• ​​self参数​​：指向实例自身，必须作为方法的第一个参数

​​案例​​：学生管理系统

class Student:def __init__(self, id, name, grade):self.id = idself.name = nameself.grade = gradedef display_info(self):print(f"ID: {self.id}, Name: {self.name}, Grade: {self.grade}")# 实例化
student1 = Student(1, "Alice", 85)
student1.display_info()  # 输出：ID: 1, Name: Alice, Grade: 85

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1.3 属性与方法的类型

类型	特点	示例
​​实例属性​​	每个对象独立存储	self.name
​​类属性​​	所有对象共享，修改后全局生效	Dog.species
​​实例方法​​	操作实例属性，需包含self参数	def bark(self):
​​静态方法​​	不依赖实例/类，用@staticmethod装饰器	Math.add(3,5)  8
​​类方法​​	操作类属性，用@classmethod装饰器，参数为cls	Counter.increment()

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2. 继承与多态

2.1 继承的实现

• ​​语法​​：class ChildClass(ParentClass):
• ​​优势​​：代码复用、扩展功能

   

​​案例​​：动物类的层次结构

class Animal:  # 父类def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):raise NotImplementedError("子类必须实现此方法")class Dog(Animal):  # 子类def speak(self):  # 方法重写return f"{self.name} says: Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says: Meow!"

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2.2 super()函数

• 作用：调用父类方法，避免重复代码

class ElectricCar(Car):def __init__(self, brand, color, battery):super().__init__(brand, color)  # 调用父类构造函数self.battery = battery

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2.3 多态的实现

• ​​方式1：继承+方法重写​​

  animals = [Dog("Buddy"), Cat("Whiskers")]
  for animal in animals:print(animal.speak())  # 同一接口，不同输出

• ​​方式2：鸭子类型​​（动态多态）

  class Bird:def fly(self):print("Flying with wings")class Airplane:def fly(self):print("Flying with engines")def let_it_fly(obj):obj.fly()  # 不检查类型，只关注行为

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3. 抽象类与接口设计

3.1 抽象基类（ABC）

• ​​作用​​：强制子类实现特定方法，用abc模块实现

from abc import ABC, abstractmethodclass Shape(ABC):@abstractmethoddef area(self):passclass Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):  # 必须实现return 3.14 * self.radius ​**​ 2

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3.2 接口的模拟

• ​​设计原则​​：定义行为规范，不关注具体实现

class PaymentInterface(ABC):@abstractmethoddef process_payment(self, amount):passclass WechatPay(PaymentInterface):def process_payment(self, amount):return f"微信支付{amount}元"

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4. 高级特性扩展

4.1 封装与私有属性

• ​​私有化​​：使用双下划线__隐藏数据

class BankAccount:def __init__(self, balance):self.__balance = balance  # 私有属性def get_balance(self):  # 公共方法访问return self.__balance

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4.2 多重继承与MRO

• ​​问题​​：菱形继承可能导致方法冲突
• ​​解决方案​​：Python使用C3算法确定方法解析顺序

class A:def show(self):print("A")class B(A):def show(self):print("B")class C(A):def show(self):print("C")class D(B, C):passd = D()
d.show()  # 输出B（按MRO顺序：D -> B -> C -> A）

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5. 综合实战案例

5.1 游戏角色系统

class GameCharacter:def __init__(self, name, health=100):self.name = nameself.__health = healthdef take_damage(self, damage):self.__health = max(0, self.__health - damage)print(f"{self.name}剩余生命：{self.__health}")class Warrior(GameCharacter):def __init__(self, name):super().__init__(name, health=120)self.armor = 20def take_damage(self, damage):  # 重写方法super().take_damage(max(0, damage - self.armor))

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5.2 分页显示系统

class Paginator:def __init__(self, total_items, per_page=10):self.total_items = total_itemsself.per_page = per_pagedef get_page(self, page_num):start = (page_num - 1) * self.per_pageend = start + self.per_pagereturn list(range(start, min(end, self.total_items)))