本文寫給初學(xué) Python 的朋友，試圖講明白以下問題：

• 什么是類和對象?
• 即然有了函數(shù)，為什么還要有類?
• Python 如何定義 公有/保護(hù)/私有 屬性/方法?私有是否是真正的私有，這樣做的目的是什么?
• 如何定義類函數(shù)、成員函數(shù)、靜態(tài)函數(shù)，他們的作用分別是什么?
• 類可以被繼承，如何讓子類必須重寫父類的函數(shù)才能使用，否則拋出異常?
• 有以下繼承關(guān)系: A，B(A),C(A),D(B,C) 那么 D 在初始化的時(shí)候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的?A 是否會(huì)初始化兩次?

1. 什么是類和對象

先說對象，對象通常有兩層意思，指行動(dòng)或思考時(shí)作為目標(biāo)的事物或特指戀愛的對方。在編程的世界里，對象就是客觀世界中存在的人、事、物體等實(shí)體在計(jì)算機(jī)邏輯中的映射。

編程時(shí)，你可以將對象映射成任何你想映射的東西，只不過，映射的如果更符常規(guī)時(shí)，代碼更容易使用和理解，也更有利于后續(xù)的快速迭代和擴(kuò)展。在 Python 的世界里，萬物皆對象。

再說說類，類就是分類的類，代表著一群有著相似性的事物的集合，對應(yīng) Python 關(guān)鍵字 class。

對象是類中一個(gè)具體的事物，是由類初始化后生成的，通常也叫 object，或者實(shí)體，比如女人是一個(gè)類，而你的女朋友就是一個(gè)對象。

屬性：對象的某個(gè)靜態(tài)特征，比如你女朋友的膚色，民族，血型等。

函數(shù)：對象的某個(gè)動(dòng)態(tài)能力，比如你女朋友會(huì)唱歌、彈琴等。

雖然舉的例子可能不太恰當(dāng)，但希望能加深你的理解，其實(shí)更為確切的定義如下：

類是一群有著相同屬性和函數(shù)的對象的集合。

2. 即然有了函數(shù)，為什么還要有類?

函數(shù)是為了解決代碼復(fù)用的，但是函數(shù)是過程思維，太具體，太具體的東西就會(huì)有很多重復(fù)，因此我們還需要對問題進(jìn)行抽象，而類就是一種抽象，抽象的類，其可復(fù)用性更高，更容易面對復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，也會(huì)減輕程序員編程時(shí)的記憶壓力。

如果沒有類，我們更容易寫出屎山一樣的代碼，牽一發(fā)而動(dòng)全身，不敢修改。有了類，我們更容易寫出易讀、易維護(hù)、可擴(kuò)展的代碼。

3. Python 如何定義 公有/保護(hù)/私有 屬性/方法?私有是、否是真正的私有，這樣做的目的是什么?

Python 以以下形式約定保護(hù)/私有的屬性/方法：

• __ 表示私有
• _ 表示保護(hù)
• 除前兩者外就是公有

所謂約定，就是你看到雙下劃線或單下劃線開頭的變量或方法時(shí)就自覺不要在類的外部修改或訪問它，換句話說 Python 并不會(huì)阻礙程序員去訪問類的私有屬性或私有方法，Python 選擇相信程序員。

訪問公有屬性和訪問保護(hù)屬性沒有區(qū)別，要訪問私有的話需要這樣：

object._ClassName__PrivateMember

4. 如何定義類函數(shù)、成員函數(shù)、靜態(tài)函數(shù)，他們的作用分別是什么?

看注釋吧：

class Document():
    
    WELCOME_STR = 'Welcome! The context for this book is {}.'
    
    def __init__(self, title, author, context):
        print('__init__函數(shù)被調(diào)用')
        self.title = title
        self.author = author
        self.__context = context
    
    #類函數(shù)
    @classmethod
    def create_empty_book(cls, title, author):
        return cls(title=title, author=author, context='nothing')
    
    # 成員函數(shù)
    def get_context_length(self):
        return len(self.__context)
    
    # 靜態(tài)函數(shù)
    @staticmethod
    def get_welcome(context):
        return Document.WELCOME_STR.format(context)
empty_book = Document.create_empty_book('What Every Man Thinks About Apart from Sex', 'Professor Sheridan Simove')
print(empty_book.get_context_length())
print(empty_book.get_welcome('indeed nothing'))

類函數(shù)以 @classmethod 裝飾，第一個(gè)參數(shù)必須為 cls，代表類本身，也就是說，我們可以在 classmethod 函數(shù)里面調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù) cls()，從而生成一個(gè)新的實(shí)例。從這一點(diǎn)，可以推斷出它的使用場景：

• 當(dāng)我們需要再次調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)，也就是創(chuàng)建新的實(shí)例對象時(shí)
• 需要不修改現(xiàn)有實(shí)例的情況下返回一個(gè)新的實(shí)例。

成員函數(shù)很普通，就是對象可以直接調(diào)用的方法，第一個(gè)參數(shù)必須是 self。

靜態(tài)函數(shù)，以 @staticmethod 裝飾，通常就表示這個(gè)函數(shù)的計(jì)算不涉及類的變量，不需要類的實(shí)例化就可以使用，也就是說該函數(shù)和這個(gè)類的關(guān)系不是很近，換句話說，使用 staticmethod 裝飾的函數(shù)，也可以定義在類的外面。我有時(shí)候會(huì)糾結(jié)到底放在類里面使用 staticmethod，還是放在 utils.py 中單獨(dú)寫一個(gè)函數(shù)。

5. 類可以被繼承，如何讓子類必須重寫父類的函數(shù)才能使用，否則拋出異常?

兩種方法，推薦第二種。

第一種：

class A:
    def fun(self):
        raise Exception("not implement")
class B(A):
    pass

b = B()
b.fun()

第二種：

from abc import ABCMeta,abstractmethod
class A(metaclass = ABCMeta):
    @abstractmethod
    def fun(self):
        pass
class B(A):
    pass

b = B()
b.fun()

6. 有以下繼承關(guān)系: A，B(A),C(A),D(B,C) 那么 D 在初始化的時(shí)候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的?A 是否會(huì)初始化兩次?

    ---> B---
A-            -->D
    ---> C---

A，B，C 的初始化順序是怎么樣的，不妨寫代碼看看。

有兩種方式，第一種 A 是會(huì)初始化兩次，第二種不會(huì)。

第一種：

class A:
    def __init__(self):
        print("A is called")class B(A):
    def __init__(self):
        print("B is called")
        A.__init__(self)class C(A):
    def __init__(self):
        print("C is called")
        A.__init__(self)class D(B,C):
    def __init__(self):
        print("D is called")
        B.__init__(self)
        C.__init__(self)

d = D()

輸出:

D is called
B is called
A is called
C is called
A is called

第二種:

class A:
    def __init__(self):
        print("enter A")
        print("levave A")class B(A):
    def __init__(self):
        print("enter B")
        super().__init__()
        print("levave B")class C(A):
    def __init__(self):
        print("enter C")
        super().__init__()
        print("levave C")class D(B,C):
    def __init__(self):
        print("enter D")
        super().__init__()
        print("levave D")

d = D()

輸出;

enter D
enter B
enter C
enter A
levave A
levave C
levave B
levave D

第一種方法非常明確的表明了菱形繼承潛在的問題：一個(gè)基類的初始化函數(shù)可能被調(diào)用兩次。在一般的工程中，這顯然不是我們所希望的。

正確的做法應(yīng)該是使用 super 來召喚父類的構(gòu)造函數(shù)，而且 python 使用一種叫做方法解析順序的算法(具體實(shí)現(xiàn)算法叫做 C3)，來保證一個(gè)類只會(huì)被初始化一次。

也就是說，能用 super，就用 super。