08-27-周三_17-09-29
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# 类的组成成员分类
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Python 类的组成成员可以分为三大类：字段（变量）、方法（函数）和属性（特殊方法），它们的定义方式、作用域和调用规则各有不同。
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## 字段（变量）
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字段分为实例变量和类变量，核心区别在于存储位置和作用对象：
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- 实例变量：每个对象独立拥有一份实例变量，修改不影响其他对象。
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- 类变量：通过类名或实例均可访问，但通过实例修改会创建同名实例变量，覆盖类变量。
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**示例：**
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```python
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class Dog:
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species = "Canis lupus" # 类变量
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def __init__(self, name):
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self.name = name # 实例变量
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d = Dog("Buddy")
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print(d.name)
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d1 = Dog()
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print(Dog.species)
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d1.species = "Mutt"
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print(Dog.species)
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```
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## 方法（函数）
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方法分为实例方法、类方法和静态方法，区别在于参数和调用方式：
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- 实例方法：第一个参数为 self，指向调用该方法的实例；必须通过对象调用，可访问实例变量和类变量。
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- 类方法：使用 @classmethod 装饰器，参数为 cls（指向类本身）；操作类变量或实现工厂模式（创建实例）。
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- 静态方法：使用 @staticmethod 装饰器，无默认参数，不依赖类或实例状态；执行与类相关的工具函数。
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**示例：**
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```python
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class Dog:
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species = "Canis lupus" # 类变量
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def __init__(self, name, age=0):
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self.name = name # 实例变量
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self.age = age
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def bark(self):
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print(f"{self.name} is barking!")
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@classmethod
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def create_from_string(cls, s):
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name, age = s.split(",")
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return cls(name, int(age)) # 创建实例时调用__init__方法
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@classmethod
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def get_species(cls):
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return cls.species
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@staticmethod
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def describe():
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return "Dogs are domesticated animals."
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d = Dog("Buddy", 11)
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d.bark() # Buddy is barking!
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d1 = Dog.create_from_string("Max,5") # 通过类方法创建实例
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d2 = Dog("Bella", 3) # 通过类方法创建实例
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print(d2.name)
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print(d1.age)
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print(Dog.get_species()) # 类方法调用
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d3 = Dog("Charlie", 2)
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print(d3.get_species()) # 实例调用
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print(Dog.describe()) # 静态方法调用
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```
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## 属性（Property）
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属性是伪装成字段的方法，通过 @property 装饰器实现，用于封装逻辑。
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```python
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class BankAccount:
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def __init__(self, balance):
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self.__balance = balance
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@property
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def balance(self):
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return self.__balance
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@balance.setter
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def balance(self, value):
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if value >= 0:
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self.__balance = value
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@balance.deleter
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def balance(self):
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del self.__balance
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account = BankAccount(100)
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print(account.balance) # 调用getter方法
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account.balance = 200 # 调用setter方法
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del account.balance # 删除属性
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print(account.balance)
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```
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## 其他特殊成员
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- 魔术方法：如 `__init__`（构造函数）、`__str__`（字符串表示）等，用于自定义类的行为。
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- 私有成员：通过双下划线前缀（如 __variable）实现封装，仅在类内部访问。
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**示例**：
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```python
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class MyClass:
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def __init__(self, value):
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self.value = value # 公有属性
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self.__value = value # 私有属性
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def public_method(self):
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return f'这是类的公有方法, value: {self.value}'
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||||
def __private_method(self):
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||||
return f'这是类的私有方法, value: {self.__value}'
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def get_value(self):
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||||
return self.__value # 通过公有方法访问私有属性
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obj = MyClass(10)
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print(obj.value) # 访问公有属性
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print(obj.public_method()) # 调用公有方法
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print(obj.__value) # 访问公有属性
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||||
print(obj.__private_method()) # 调用私有方法
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```
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# 案例
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**需求**
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- 设计一个 `Game` 类
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- 属性：
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- 定义一个类属性 `top_score` 记录游戏的历史最高分
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- 定义一个实例属性 `player_name` 记录当前游戏的玩家姓名
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- 方法：
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- 静态方法 `show_help` 显示游戏帮助信息
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- 类方法 `show_top_score` 显示历史最高分
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- 实例方法 `start_game` 开始当前玩家的游戏
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- 主程序步骤
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1. 查看帮助信息
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2. 查看历史最高分
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3. 创建游戏对象，开始游戏
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```python
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class Game(object):
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# 游戏最高分，类属性
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top_score = 0
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@staticmethod
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def show_help():
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print("帮助信息：让僵尸走进房间")
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@classmethod
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def show_top_score(cls):
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print("游戏最高分是 %d" % cls.top_score)
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def __init__(self, player_name):
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self.player_name = player_name
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def start_game(self):
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print("[%s] 开始游戏..." % self.player_name)
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# 使用类名.修改历史最高分
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Game.top_score = 999
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# 1. 查看游戏帮助
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Game.show_help()
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# 2. 查看游戏最高分
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Game.show_top_score()
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# 3. 创建游戏对象，开始游戏
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game = Game("小明")
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game.start_game()
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# 4. 游戏结束，查看游戏最高分
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Game.show_top_score()
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```
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# 总结
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| 特性 | 普通方法 | 类方法 | 静态方法 |
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| :---------- | :------------------ | :---------------- | :-------------------- |
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| 定义方式 | 不需要装饰器 | `@classmethod` | `@staticmethod` |
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| 第一个参数 | `self` | `cls` | 无 |
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| 访问权限 | 访问实例属性和方法 | 访问类属性和方法 | 无法访问类和实例属性 |
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| 调用方式 | 通过实例调用 | 通过类或实例调用 | 通过类或实例调用 |
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| 适用场景 | 实例相关操作 | 与类相关的操作 | 与类无关的操作 |
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# isinstace 与 issubclass
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isinstance(a,b)：判断a是否是b类（或者b类的派生类）实例化的对象
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```python
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class A:
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pass
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class B(A):
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pass
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obj = B()
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print(isinstance(obj,B))
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print(isinstance(obj,A))
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```
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issubclass(a,b)： 判断a类是否是b类（或者b的派生类）的派生类
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```python
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class A:
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||||
pass
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class B(A):
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||||
pass
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class C(B):
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||||
pass
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print(issubclass(B,A))
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print(issubclass(C,A))
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```
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思考：那么 list str tuple dict等这些类与 Iterble类 的关系是什么？
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```python
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from collections import Iterable
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print(isinstance([1,2,3], list)) # True
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print(isinstance([1,2,3], Iterable)) # True
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print(issubclass(list, Iterable)) # True
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# 由上面的例子可得，这些可迭代对象，list str tuple dict等 都是 Iterable 的子类。
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```
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