Python训练第二十八天
DAY 28 类的定义和方法
知识点回顾：
- 类的定义
- pass占位语句
- 类的初始化方法
- 类的普通方法
- 类的继承：属性的继承、方法的继承
类是对属性和方法的封装，可以理解为模板，通过对模板实例化可以实现调用这个类的属性和方法。比如创建一个随机森林类，然后就可以调用他的训练和预测方法。
现在我们来学一下自己定义一个类，这会让我们对于类这个对象理解的更加深刻
ps：类的操作很多，我们这里只说一些在深度学习领域最常见和通用的
常见的类的定义：
1. 关键字class
2. 类名
3. 语法固定符号冒号(:)
4. 一个初始化函数__init__(self)
注意：注意：init左右各有两个下划线__，需要传入self这个特殊的参数。
pass占位语句
class ClassName: # 类名通常遵循大驼峰命名法 (UpperCamelCase)，即每个单词的首字母都大写，class是定义类的关键词
# 类的代码块 (可以包含属性定义、方法定义等)
pass # pass 是一个占位符，表示这里暂时没有任何内容许多时候，当规划好准备写一个函数、或者一个类，关键词定义后，会先用pass占位，避免运行错误，等到想好写什么再去补上
比如def、class这些定义的关键词后，必须有一个有占据缩进位置的代码块。
还有下面这些依赖缩进的语句，都可以用pass语句来占位
总结：
Python 通过缩进来定义代码块的结构。当解释器遇到像 def, class, if, for 这样的语句，并且后面跟着冒号 : 时，它就期望接下来会有一个或多个缩进的语句来构成这个代码块。如果它没有找到任何缩进的语句（即代码块是空的），它就无法确定这个结构的范围，因此会抛出 IndentationError。
pass 语句的存在就是为了解决这个问题：它本身不执行任何操作，但它是一个有效的 Python 语句。所以，当你需要一个语法上存在的代码块，但又暂时不想在其中放入任何实际的逻辑时，pass 就是一个完美的占位符，它告诉解释器：“这里有一个代码块，但它什么也不做。”
类的初始化方法
初始化方法又叫构造方法、特殊方法
类有2种方法
1. 初始化方法
2. 普通方法
1. 初始化方法
class Teacher:
def __init__(self, name, age):# 初始化方法，传入了参数
self.name = name # mame外界的参数，需要通过self.xxx来复制给类自己的属性
self.age = age
self.subject = "English" # 这个属性仍然是在创建时就设定好的
# 创建一个Teacher对象的例子，构造方法的参数必须
teacher = Teacher("11", 22) # 如果在初始化方法中设置了非默认的参数，那么外界就必须要传入才行
print(teacher.name) # 输出: Susan
print(teacher.age) # 输出: 33
print(teacher.subject) # 输出: English其中，self.xx是用来表明这个属性“归属于”这个类自己的（self）。比如self.name，就代表着：“自己的名字”，self等于“自己”，这个self指向类的实例化地址，传入的self.xx是它的属性。
以后要是用它的属性值，即使是从外界参数传入的，前面也必须加上self.xx，否则传入的参数没价值（例外的情况我们不提）
2. 普通方法
除了init方法（初始化方法，又名构造方法），还包含一些普通方法（自己定义）
普通方法和init方法的差别在于，init方法是类的构造方法，当创建对象时，会自动调用init方法----只要你创建这个类对象了，这个init函数就会执行
普通方法是只有你调用类的这个方法的时候，函数才会执行
class Teacher:
def __init__(self):
self.name = "Susan"
self.subject = "English"
self.age = 33
def teach_lesson(self):
print("上课中")
def criticize(self):
print("批评人")
t = Teacher()
t.teach_lesson() # 调用类的方法
t.criticize()
print(t.name)上课中
批评人
Susan
类的继承
类已经是比较优秀的封装了，封装了函数、封装了属性
正如装饰器进一步封装了函数的可复用的功能，装饰器函数封装了函数
那么有没有东西可以进一步封装类呢？这就引出了类的继承
在面向对象编程中，继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，从而实现代码复用和功能扩展。子类可以：
1. 复用父类的代码（无需重新实现）。
2. 重写父类的方法（修改或增强功能）。
3. 添加新的方法和属性（扩展功能）。
# 先沿用之前定义的teacher类
class Teacher:
def __init__(self, name, subject, age):
self.name = name
self.subject = subject
self.age = age
def teach_lesson(self):
print(f"{self.name}正在教{self.subject}。")
def criticize(self, student_name):
print(f"{self.name}正在批评{student_name}。")
# 继承 Teacher 类，起名特级教师
class MasterTeacher(Teacher): # 1. 继承需要在括号中指定父类
def __init__(self, name, subject, age, experience_years):# 2. 继承的时候需要调用父类的构造方法，所以需要传入父类的参数，同时也可以传入自己的参数
# 调用父类的构造方法初始化基本属性
super().__init__(name, subject, age) # 3. 调用父类的构造方法，这里的super()是一个内置函数，返回父类的实例
# 4. 此时子类自动拥有了父类的属性和方法
# 添加子类特有的属性
self.experience_years = experience_years # 5. 子类特有的属性可以在这里定义
# 重写父类方法，增强功能-----如果子类定义了与父类同名的方法，子类实例会优先调用子类的方法。
def teach_lesson(self): # 6. 重写父类的方法
print(f"{self.name}（特级教师），教学年龄{self.experience_years}正在用高级方法教授{self.subject}。")
# 新增子类特有的方法
def give_lecture(self, topic):
print(f"{self.name}正在举办关于{topic}的讲座。")
# 创建子类实例
master = MasterTeacher("王教授", "数学", 45, 20)
# 调用继承的方法
master.teach_lesson() # 调用重写的父类的方法
master.criticize("李同学") # 调用父类的方法，如果不修改方法，则可以直接继承父类的方法
# 调用子类特有的方法
master.give_lecture("微积分") # 调用子类新增的方法王教授正在批评李同学。
王教授正在举办关于微积分的讲座。
# super()函数 除了在构造方法中使用，还可以在其他方法中使用
# 定义一个父类
class Animal:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def speak(self):
#def speak(self): 是 Dog 类里重写 Animal 类 speak 方法的开头部分，是个函数。
print(f"{self.name} 发出声音")
class Dog(Animal):
def speak(self):
super().speak() # 先调用父类的方法
print("汪汪叫") # 再添加子类的行为
dog = Dog("旺财", 3)
dog.speak() 旺财 发出声音
汪汪叫
所以重写父类的方法，也包含2种
1. 直接重写：本质是会优先用子类的同名方法，完全替代父类方法，父类逻辑不会执行。
2. 使用super()重写，保留父类方法的核心逻辑，并在其基础上扩展。
作业
题目1：定义圆（Circle）类
要求：
- 包含属性：半径 radius。
- 包含方法：
- calculate_area()：计算圆的面积（公式：πr²）。
- calculate_circumference()：计算圆的周长（公式：2πr）。
3. 初始化时需传入半径，默认值为 1。
import math
class Circle:
def __init__(self,radius):
self.radius=radius
def calculate_area(self):
return round(math.pi*(self.radius**2),2)
def calculate_circumference(self):
return round(2*math.pi*self.radius,2)
# 示例运行
circle = Circle(5)
print(f"半径：{circle.radius}") # 输出：半径：5
print(f"面积：{circle.calculate_area()}") # 输出：面积：78.54（保留两位小数）
print(f"周长：{circle.calculate_circumference()}") # 输出：周长：31.42（保留两位小数）题目2：定义长方形（Rectangle）类
- 包含属性：长 length、宽 width。
- 包含方法：
- calculate_area()：计算面积（公式：长×宽）。
- calculate_perimeter()：计算周长（公式：2×(长+宽)）。 is_square() 方法，判断是否为正方形（长 == 宽）。
- 初始化时需传入长和宽，默认值均为 1。
import math class Rectangle(): def __init__(self,length=1, width=1): self.length=length self.width=width def calculate_area(self): return round(self.length*self.width,2) def calculate_perimeter(self): return round(2*(self.length+self.width),2) def is_square(self): return self.length == self.width rect = Rectangle(4, 6) print(f"长：{rect.length}, 宽：{rect.width}") # 输出：长：4, 宽：6 print(f"面积：{rect.calculate_area()}") # 输出：面积：24 print(f"周长：{rect.calculate_perimeter()}") # 输出：周长：20 print(f"是否为正方形：{rect.is_square()}") # 输出：是否为正方形：False square = Rectangle(5, 5) print(f"是否为正方形：{square.is_square()}") # 输出：是否为正方形：True题目3：图形工厂
创建一个工厂函数 create_shape(shape_type, *args)，根据类型创建不同图形对象：图形工厂（函数或类）
shape_type="circle"：创建圆（参数：半径）。
shape_type="rectangle"：创建长方形（参数：长、宽）。
def create_shape(shape_type,*args): if shape_type == "circle": if len(args)!=1: raise ValueError("创建圆需要一个参数：半径") #抛出一个 ValueError 异常。 return Circle(args[0]) elif shape_type == "rectangle": if len(args) != 2: raise ValueError("创建长方形需要两个参数：长和宽") return Rectangle(*args) else: raise ValueError(f"不支持的图形类型：{shape_type}") shape1 = create_shape("circle", 5) print(shape1.calculate_circumference()) # 输出：31.42 shape2 = create_shape("rectangle", 3, 4) print(shape2.is_square()) # 输出：False@浙大疏锦行