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 mathclass 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 jsonclass Student:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef __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 = nameself.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 = agedef __add__(self, other):  # 定义+运算return self.age + other.agedef __gt__(self, other):  # 定义>运算return self.age > other.agezs = 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 = nameself.age = agezs = 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 += quantitydef 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 -= quantitydef 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！