面向对象编程（OOP）是 Python 中最重要的编程范式之一，它将数据和操作数据的方法封装在一起，提高了代码的复用性和可维护性。本文将结合实际代码示例，详细讲解 Python 面向对象编程的核心概念和常用技巧。
一、类与对象的基本概念
1.1 面向过程与面向对象的区别
- 面向过程：像 "蛋炒饭"，步骤紧密耦合，一步接着一步执行（如打开冰箱→放入大象→关闭冰箱）
- 面向对象：像 "盖浇饭"，将功能封装成独立组件（如冰箱类负责开关，大象类负责进出）
1.2 类与对象的定义
- 类：是对象的抽象模板，包含一类事物的共有特征（属性）和行为（方法）
- 对象：是类的实例化，是具体的事物
# 定义Student类
class Student:
# 构造方法：创建对象时自动执行，初始化实例属性
def __init__(self, name, age):
self.name = name # 实例属性
self.age = age # 实例属性
# 实例方法：定义对象的行为
def show_info(self):
print(self.name, self.age)
# 创建对象（实例化）
zs = Student('张三', 20)
ls = Student('李四', 22)
# 访问属性和方法
print(zs.name) # 输出：张三
zs.show_info() # 输出：张三 20
提示：self代表当前对象，谁调用方法就指代谁
二、类属性与实例属性
属性分为两种：类属性和实例属性，它们的作用域和访问方式有所不同。
import math
class Circle:
PI = math.pi # 类属性：属于类，所有对象共享
def __init__(self, r):
self.r = r # 实例属性：每个对象独有的属性
# 访问类属性
print(Circle.PI) # 方式1：类名.属性名，输出：3.14159...
c1 = Circle(2)
print(c1.PI) # 方式2：对象名.属性名（不推荐，建议用类名访问）
# 访问实例属性
print(c1.r) # 只能通过对象访问，输出：2
区别总结：
- 类属性：所有对象共享，定义在类中、方法外
- 实例属性：每个对象独有，定义在
__init__方法中 - 类属性推荐用
类名.属性名访问，实例属性用对象名.属性名访问
三、三大方法类型：实例方法、类方法、静态方法
3.1 实例方法
- 第一个参数必须是
self（指代当前对象） - 可访问实例属性和类属性
- 通过
对象名.方法名()调用
def show(self): # 实例方法
print(f"实例属性：{self.n}，类属性：{self.count}")
3.2 类方法
- 用
@classmethod装饰器标识 - 第一个参数必须是
cls（指代当前类） - 主要用于操作类属性，不能直接访问实例属性
- 通过
类名.方法名()调用
@classmethod
def set_count(cls): # 类方法
cls.count += 1 # 操作类属性
3.3 静态方法
- 用
@staticmethod装饰器标识 - 没有默认参数（不需要
self或cls） - 不能直接访问实例属性，可通过
类名.类属性访问类属性 - 更像独立的工具函数，与类和对象关联较弱
- 通过
类名.方法名()调用
@staticmethod
def check_str(s): # 静态方法
return s == s[::-1] # 判断回文串
四、对象的字符串表示
当我们打印对象时，默认显示的是内存地址，通过__str__和__repr__可以自定义对象的字符串形式。
import json
class Student:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def __str__(self):
# 用于print输出，更友好的字符串
return json.dumps(self.__dict__, ensure_ascii=False)
def __repr__(self):
# 用于解释器显示（如在列表中），通常与__str__保持一致
return self.__str__()
zs = Student('张三', 20)
print(zs) # 输出：{"name": "张三", "age": 20}
print([zs]) # 输出：[{"name": "张三", "age": 20}]（因__repr__生效）
区别：
__str__：面向用户，侧重可读性__repr__：面向开发者，侧重准确性（调试用）
五、类的魔术方法
Python 中以__开头和结尾的方法称为魔术方法，它们在特定场景下自动调用。
5.1 构造与初始化
__new__：创建对象（先执行）__init__：初始化对象属性（后执行）
class Student:
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print('创建对象...')
return super().__new__(cls) # 必须返回创建的对象
def __init__(self, name, age):
print('初始化属性...')
self.name = name
self.age = age
5.2 运算符重载
通过魔术方法可以自定义对象的运算符行为：
class Student:
def __init__(self, age):
self.age = age
def __add__(self, other): # 定义+运算
return self.age + other.age
def __gt__(self, other): # 定义>运算
return self.age > other.age
zs = Student(20)
ls = Student(30)
print(zs + ls) # 输出：50（调用__add__）
print(zs > ls) # 输出：False（调用__gt__）
常用运算符魔术方法：
- 算术：
__add__(+)、__sub__(-)、__mul__(*)、__truediv__(/) - 比较：
__gt__(>)、__lt__(<)、__eq__(==)、__ne__(!=)
六、获取类与对象的信息
在开发和调试中，我们常需要查看类和对象的信息，常用方法如下：
class Student:
"""学生类"""
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
zs = Student('张三', 20)
# 查看对象属性字典
print(zs.__dict__) # 输出：{'name': '张三', 'age': 20}
# 查看对象/类的所有成员
print(dir(zs)) # 对象的所有属性和方法
print(dir(Student)) # 类的所有成员
# 类的元信息
print(Student.__name__) # 类名：Student
print(Student.__doc__) # 类文档：学生类
print(Student.__base__) # 父类：<class 'object'>
七、实战案例：商品库存管理
下面通过一个商品管理类，综合应用上述知识：
class Product:
def __init__(self, name, stock):
self.name = name # 商品名称
self.stock = stock # 库存
def add_stock(self, quantity):
"""增加库存"""
self.stock += quantity
def reduce_stock(self, quantity):
"""减少库存，库存不足时提示"""
if quantity > self.stock:
print("库存不足")
else:
self.stock -= quantity
def display_stock(self):
"""显示当前库存"""
return self.stock
# 使用示例
p = Product('笔', 50)
p.add_stock(10)
print(p.display_stock()) # 输出：60
p.reduce_stock(12)
print(p.display_stock()) # 输出：48
总结
面向对象编程是 Python 开发的核心技能，本文介绍了类与对象、属性与方法、魔术方法等关键知识点。掌握这些概念后，你可以编写出更模块化、更易维护的代码。记住，多练习是掌握面向对象编程的关键，尝试将这些知识应用到实际项目中吧！