在Python中，面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）是一种重要的编程范式，它允许程序员定义和使用类（Class）和对象（Object）。类是对象的蓝图或模板，而对象则是根据类创建的实例。面向对象编程提供了代码重用、模块化和可维护性的好处。下面我将用约1500字介绍Python的面向对象编程，并辅以代码示例。
1. 类和对象
在Python中，你可以使用class关键字来定义一个类。类可以包含属性和方法（即函数）。属性是对象的特征，而方法是对象可以执行的操作。
python
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class Dog: |
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# 类属性（静态属性） |
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species = "Canis lupus familiaris" |
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def __init__(self, name, age): |
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# 实例属性（对象属性） |
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self.name = name |
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self.age = age |
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def bark(self): |
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# 实例方法 |
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print(f"{self.name} says Woof!") |
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# 创建一个Dog对象（实例） |
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my_dog = Dog("Buddy", 3) |
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# 访问对象的属性 |
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print(my_dog.name) # 输出: Buddy |
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print(my_dog.age) # 输出: 3 |
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# 调用对象的方法 |
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my_dog.bark() # 输出: Buddy says Woof! |
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# 访问类属性 |
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print(Dog.species) # 输出: Canis lupus familiaris |
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# 也可以通过对象访问类属性，但一般不推荐这样做 |
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print(my_dog.species) # 输出: Canis lupus familiaris |
2. 继承
在面向对象编程中，继承允许一个类（子类或派生类）继承另一个类（父类或基类）的属性和方法。这有助于代码重用和扩展性。
python
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class Labrador(Dog): |
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def __init__(self, name, age, color): |
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# 调用父类的构造方法 |
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super().__init__(name, age) |
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# 定义子类特有的属性 |
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self.color = color |
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def swim(self): |
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print(f"{self.name} is swimming!") |
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# 创建一个Labrador对象 |
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my_labrador = Labrador("Labby", 2, "chocolate") |
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# 访问子类的属性和方法 |
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print(my_labrador.name) # 输出: Labby |
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print(my_labrador.color) # 输出: chocolate |
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my_labrador.bark() # 输出: Labby says Woof! |
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my_labrador.swim() # 输出: Labby is swimming! |
3. 封装
封装是一种将数据（属性）与操作数据的函数（方法）绑定在一起的机制。这通过类来实现，类中的属性和方法都是私有的，只能通过对象来访问和调用。Python并没有严格的私有属性或方法的概念，但通常约定以单下划线（_）开头的属性或方法为“保护”的，双下划线（__）开头的为“私有”的。
python
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class Person: |
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def __init__(self, name, age): |
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self._name = name |
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self.__age = age |
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def get_age(self): |
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return self.__age |
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def set_age(self, age): |
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if age >= 0: |
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self.__age = age |
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else: |
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print("Age cannot be negative!") |
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# 创建一个Person对象 |
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person = Person("Alice", 30) |
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# 访问对象的属性（注意不能直接访问私有属性） |
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print(person._name) # 输出: Alice（但通常不推荐直接访问保护属性） |
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print(person.get_age()) # 输出: 30 |
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# 调用对象的方法 |
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person.set_age(31) |
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print(person.get_age()) # 输出: 31 |
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person.set_age(-1) # 输出: Age cannot be negative! |
4. 多态
多态是面向对象编程的三大特性之一（封装、继承、多态），它允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。在Python中，多态是隐式的，因为Python是一种动态类型语言，函数或方法可以接受任意类型的参数，并在运行时确定其类型。
python
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def greet(animal): |
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animal.speak() |
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class Cat: |
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def speak(self): |
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print("Meow!") |
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class Dog: |
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def speak(self): |
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print("Woof!") |
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my_cat = Cat() |
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my_dog = Dog() |
