Python: 类与对象
最后更新：2026-09-22
前几课我们用函数组织代码，这是"面向过程"的方式——关注"做什么"。而面向对象编程（OOP）关注的是"谁来做"——把数据和操作数据的方法打包成一个对象。Python 一切皆对象，理解 OOP 是进阶的关键一步。
1. 什么是类和对象
类（class）是模板，对象（object）是根据模板创建的具体实例。
PYTHON
# 定义一个"狗"的类——就是模板
class Dog:
pass
# 根据模板创建具体的"狗"对象
my_dog = Dog()
print(type(my_dog)) # <class '__main__.Dog'>
print(my_dog) # <__main__.Dog object at 0x...>
就像"狗"这个品种是一个概念（类），你家养的那条叫旺财的狗（对象）是具体的实例。一个类可以创建无数个对象。
💡 现实类比： 类是"设计图纸"，对象是"按图纸造出来的实物"。一张图纸可以造很多个实物，每个实物有自己的状态（比如不同的狗有不同的名字和年龄）。
2. __init__：构造方法
当创建对象时，__init__ 方法会自动被调用，用来初始化对象的属性：
PYTHON
class Dog:
"""狗类"""
def __init__(self, name, age):
self.name = name # 实例属性
self.age = age
# 创建对象时传入参数
dog1 = Dog("旺财", 3)
dog2 = Dog("小白", 1)
print(dog1.name) # 旺财
print(dog2.name) # 小白
print(dog1.age) # 3
❗注意：
__init__不是构造函数——对象已经创建好了才调用它。真正的构造函数是__new__，但日常几乎不需要动它。__init__的第一个参数永远是self，代表当前对象实例。
▶ 示例：定义学生类（难度⭐）
▶ 试一试输出：
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📖 仅展示
# 函数定义成功
3. 方法：对象的行为
类中定义的函数叫方法，第一个参数永远是 self——代表调用这个方法的对象本身。
PYTHON
class Calculator:
"""简单计算器"""
def __init__(self):
self.result = 0
def add(self, value):
self.result += value
return self
def subtract(self, value):
self.result -= value
return self
def show(self):
return self.result
calc = Calculator()
calc.add(10)
calc.subtract(3)
print(calc.show()) # 7
# 方法链式调用——因为每个方法都返回 self
result = Calculator().add(10).subtract(3).add(5).show()
print(result) # 12
💡 链式调用的技巧： 方法返回
self 就可以连续调用了。很多 Python 库（如 pandas）大量使用这个模式。
4. 实例属性 vs 类属性
属性可以定义在实例上（每个对象独有），也可以定义在类上（所有对象共享）：
PYTHON
class Student:
# 类属性——所有学生共享
school = "第一中学"
total_count = 0
def __init__(self, name):
# 实例属性——每个学生独有
self.name = name
Student.total_count += 1
s1 = Student("Alice")
s2 = Student("Bob")
# 类属性通过类名访问
print(Student.school) # 第一中学
print(Student.total_count) # 2
# 也可以通过实例访问（如果实例没有同名属性）
print(s1.school) # 第一中学
print(s2.school) # 第一中学
# 修改类属性会影响所有实例
Student.school = "第二中学"
print(s1.school) # 第二中学
▶ 示例：银行账户（难度⭐⭐）
▶ 试一试输出：
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📖 仅展示
# 函数定义成功
▶ 示例：学生成绩管理类（难度⭐⭐）
▶ 试一试输出：
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📖 仅展示
学生：Alice（001）
语文：85分（及格）
数学：72分（及格）
英语：90分（及格）
平均分：82.3
学生：Bob（002）
语文：55分（不及格）
数学：48分（不及格）
平均分：51.5
全校学生数：2
5. 常见应用场景
- 数据建模：把现实事物映射成代码——用户、订单、商品等都用类表示。
- 状态管理：对象保存状态（属性），方法操作状态——如游戏角色、购物车。
- 代码组织：相关的数据和函数打包在一起，比散落的函数更清晰。
- 框架扩展：Django 的模型、Flask 的应用、GUI 的组件都是通过类实现的。
❓ 常见问题
Q 方法和函数有什么区别？
A 方法就是在类中定义的函数，第一个参数是
self。函数可以独立存在，方法必须通过对象或类调用。本质上方法也是函数，只是 Python 自动把调用者作为第一个参数传进去。Q
self 可以改成其他名字吗？A 技术上可以，但绝对不要改。
self 是 Python 社区的铁律。改成其他名字虽然能运行，但所有读你代码的人（包括未来的你）都会觉得奇怪。坚持用 self。Q 什么时候用类，什么时候用函数？
A 如果你需要维护状态（数据），用类——比如银行账户要记住余额。如果你只是做一次计算（输入→处理→输出），用函数——比如温度转换。一个简单的经验法则：如果只需要 1-2 个函数，用函数就够了；如果需要多个相关函数共享同一份数据，用类。
📖 小节
- 类（class）是模板，对象（object）是根据模板创建的具体实例
__init__是初始化方法，创建对象时自动调用- 方法的第一个参数是
self，代表当前对象 - 实例属性每个对象独有，类属性所有对象共享
- 类把数据和操作数据的方法打包在一起
📝 作业
-
基础题（难度⭐）：定义一个
Car类，有brand、color、speed属性，有accelerate(value)加速方法和show_speed()显示速度的方法。 -
进阶题（难度⭐⭐）：定义一个
Student类，用类属性统计学生总数，用实例属性记录每个学生的姓名和成绩。实现get_grade()方法返回等级（ABCD）。 -
挑战题（难度⭐⭐⭐）：定义一个
Library类和Book类。Book有标题、作者、是否借出状态。Library有add_book(book)、borrow(title)、return_book(title)、show_books()四个方法。
