【无标题】Python基础学习第五课：面向对象编程（OOP）入门

以下是Python基础学习第五课的完整内容，重点讲解面向对象编程（OOP）的核心概念，包括类与对象、继承、封装与多态，带你从“编写代码”迈向“设计程序”：

 

Python基础学习第五课：面向对象编程（OOP）入门

 

一、课程目标

 

1. 理解面向对象编程的核心思想：类、对象、属性、方法

2. 掌握类的定义与实例化，学会使用构造函数（

"__init__"）

3. 理解继承、封装与多态的实现方式

4. 通过实际案例掌握OOP的设计方法

 

二、面向对象编程基础

 

1. 类与对象：抽象与实例

 

- 类（Class）：对一类事物的抽象描述（如“汽车”），定义属性和方法。

- 对象（Object）：类的具体实例（如“我的红色特斯拉”）。

 

类比：

 

- 类似“图纸”与“房子”的关系——类是图纸，对象是根据图纸建造的具体房子。

 

2. 定义类与创建对象

 

(1) 基础语法

 

class 类名:

    def __init__(self, 参数1, 参数2): # 构造函数（初始化方法）

        self.属性1 = 参数1 # 实例属性

        self.属性2 = 参数2

 

    def 方法名(self): # 实例方法

        print("这是一个方法")

 

# 创建对象

对象名 = 类名(值1, 值2)

 

(2) 示例：定义“汽车”类

 

class Car:

    def __init__(self, brand, color):

        self.brand = brand # 品牌属性

        self.color = color # 颜色属性

 

    def drive(self): # 方法：驾驶

        print(f"{self.color}的{self.brand}正在行驶...")

 

# 创建对象

my_car = Car("特斯拉", "红色")

my_car.drive() # 输出: 红色的特斯拉正在行驶...

 

三、类的核心特性

 

1. 构造函数（

"__init__"）

 

- 作用：在创建对象时自动调用，用于初始化对象的属性。

- 注意：

   - 

"self"代表当前对象（必须作为第一个参数）。

   - 可以定义多个参数，通过

"对象名=类名(值1, 值2...)"传入。

 

示例：带默认参数的构造函数

 

class Car:

    def __init__(self, brand, color="白色"): # color默认为白色

        self.brand = brand

        self.color = color

 

my_car1 = Car("宝马") # color使用默认值"白色"

my_car2 = Car("奥迪", "黑色") # color指定为"黑色"

 

2. 实例属性与实例方法

 

- 实例属性：属于具体对象的属性（如

"my_car.brand"）。

- 实例方法：通过对象调用的方法，操作对象的属性。

 

示例：添加属性和方法

 

class Car:

    def __init__(self, brand, color):

        self.brand = brand

        self.color = color

        self.speed = 0 # 初始速度为0

 

    def accelerate(self, increment):

        self.speed += increment

        print(f"加速到{self.speed}km/h")

 

    def brake(self, decrement):

        self.speed = max(0, self.speed - decrement) # 速度不低于0

        print(f"减速到{self.speed}km/h")

 

my_car = Car("奔驰", "蓝色")

my_car.accelerate(30) # 输出: 加速到30km/h

my_car.brake(10) # 输出: 减速到20km/h

 

3. 继承：子类复用父类的功能

 

- 定义：子类继承父类的属性和方法，并可扩展新功能。

- 语法：

class 子类名(父类名):

    def 新增方法(self):

        pass

 

示例：电动车继承汽车

 

class ElectricCar(Car): # 继承Car类

    def __init__(self, brand, color, battery_capacity):

        super().__init__(brand, color) # 调用父类的构造函数

        self.battery_capacity = battery_capacity # 新增属性

 

    def charge(self): # 新增方法

        print("正在充电...")

 

ev = ElectricCar("特斯拉", "红色", 75)

ev.drive() # 继承自父类的方法

ev.charge() # 子类新增的方法

 

4. 封装：隐藏内部细节

 

- 目的：保护数据不被随意修改，通过方法控制访问。

- 实现方式：

   - 将属性设为私有（命名前加双下划线

"__"），通过

"getter/setter"方法访问。

 

示例：封装汽车速度

 

class Car:

    def __init__(self, brand, color):

        self.brand = brand

        self.__speed = 0 # 私有属性（外部无法直接访问）

 

    def get_speed(self): # getter方法

        return self.__speed

 

    def set_speed(self, value): # setter方法

        if value >= 0:

            self.__speed = value

        else:

            print("速度不能为负！")

 

my_car = Car("宝马", "黑色")

my_car.set_speed(50)

print(my_car.get_speed()) # 输出: 50

# print(my_car.__speed) # 报错！私有属性无法直接访问

 

5. 多态：同一方法不同行为

 

- 定义：不同子类对同一方法有不同的实现。

- 示例：动物叫声的多态

class Animal:

  def speak(self):

      print("动物发出声音")

 

class Dog(Animal):

  def speak(self): # 重写父类方法

      print("汪汪汪！")

 

class Cat(Animal):

  def speak(self):

      print("喵喵喵！")

 

def animal_sound(animal): # 接收任意Animal子类对象

  animal.speak()

 

dog = Dog()

cat = Cat()

animal_sound(dog) # 输出: 汪汪汪！

animal_sound(cat) # 输出: 喵喵喵！

 

四、综合案例：游戏角色系统

 

设计一个简单的游戏角色系统，演示OOP的综合应用：

 

class Character:

    def __init__(self, name, hp):

        self.name = name

        self.hp = hp

 

    def attack(self, target):

        print(f"{self.name}攻击了{target.name}！")

 

    def show_status(self):

        print(f"{self.name}的生命值: {self.hp}")

 

class Warrior(Character): # 战士类

    def __init__(self, name, hp, strength):

        super().__init__(name, hp)

        self.strength = strength

 

    def attack(self, target): # 重写攻击方法

        damage = self.strength * 2

        target.hp -= damage

        print(f"{self.name}用剑砍向{target.name}，造成{damage}点伤害！")

 

class Mage(Character): # 法师类

    def __init__(self, name, hp, magic_power):

        super().__init__(name, hp)

        self.magic_power = magic_power

 

    def attack(self, target): # 重写攻击方法

        damage = self.magic_power * 3

        target.hp -= damage

        print(f"{self.name}释放火球术，{target.name}受到{damage}点伤害！")

 

# 创建角色并战斗

warrior = Warrior("战士", 100, 10)

mage = Mage("法师", 80, 15)

warrior.attack(mage)

mage.show_status() # 输出法师剩余生命值

 

五、课后练习

 

1. 基础题：

   - 定义一个

"Book"类，包含属性

"title"（书名）、

"author"（作者），方法

"show_info()"打印书籍信息。

   - 创建两个

"Book"对象，调用

"show_info()"方法。

2. 进阶题：

   - 设计一个

"BankAccount"类，包含属性

"balance"（余额），方法

"deposit()"（存款）和

"withdraw()"（取款，需检查余额是否足够）。

   - 创建子类

"CreditCard"，新增属性

"credit_limit"（信用额度），重写

"withdraw()"方法支持透支。

 

六、常见问题解答

 

1. Q：类名和对象名的命名规范是什么？A：类名通常用大驼峰命名法（如

"MyClass"），对象名用小写字母+下划线（如

"my_object"）。

2. Q：继承时，子类一定能访问父类的所有属性和方法吗？A：不能！若父类属性/方法被封装（如定义为私有），子类需通过父类提供的

"getter/setter"方法访问。

3. Q：多态一定需要继承吗？A：不一定！Python支持“鸭子类型”（Duck Typing），只要对象实现了相同的方法名，即可实现多态（不依赖继承关系）。

 

通过本课，你已掌握Python面向对象编程的核心技能！下一步将学习文件与异常的高级应用或常用标准库的使用，进一步提升项目开发能力。