（OOP）是编程的一种范式，它基于“对象”的概念来设计程序。Python 是一种支持面向对象编程的语言。面向对象编程的核心概念包括类、对象、继承、封装和多态。

1. 类和对象

• 类是创建对象的蓝图或模板。类定义了对象的属性（数据）和方法（操作）。
• 对象是类的实例，具有类定义的属性和方法。

定义类

使用 class 关键字定义类：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        return f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old."

• __init__ 方法是构造函数，用于初始化对象的属性。
• self 代表对象自身，用于访问对象的属性和方法。

创建对象

person1 = Person("Alice", 30)
print(person1.greet())  # 输出: Hello, my name is Alice and I am 30 years old.

2. 继承

继承允许创建一个新类，该类从现有的类继承属性和方法。新类被称为子类，现有类被称为父类。

定义子类

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, student_id):
        super().__init__(name, age)
        self.student_id = student_id

    def greet(self):
        return f"Hello, my name is {self.name}, I am {self.age} years old, and my student ID is {self.student_id}."

• super() 用于调用父类的方法。

创建子类对象

student1 = Student("Bob", 21, "S12345")
print(student1.greet())  # 输出: Hello, my name is Bob, I am 21 years old, and my student ID is S12345.

3. 封装

封装是将数据（属性）和操作（方法）封装在一个类中，并限制对内部数据的访问。通常通过访问修饰符来实现。

公有和私有属性

• 公有属性：可以在类外部访问。
• 私有属性：以双下划线 __ 开头，只能在类内部访问。

class BankAccount:
    def __init__(self, balance):
        self.__balance = balance  # 私有属性

    def deposit(self, amount):
        if amount > 0:
            self.__balance += amount

    def get_balance(self):
        return self.__balance

account = BankAccount(1000)
account.deposit(500)
print(account.get_balance())  # 输出: 1500

4. 多态

多态允许不同类的对象以相同的方式调用相同的方法，即方法名相同但行为不同。

示例

class Dog:
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat:
    def speak(self):
        return "Meow!"

def make_animal_speak(animal):
    print(animal.speak())

dog = Dog()
cat = Cat()

make_animal_speak(dog)  # 输出: Woof!
make_animal_speak(cat)  # 输出: Meow!

5. 方法重载和重写

• 方法重载：Python 不支持方法重载，方法名相同但参数不同的情况。Python 使用默认参数和可变参数来处理类似的情况。
• 方法重写：子类可以重写父类的方法。

示例

class Animal:
    def speak(self):
        return "Some sound"

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

dog = Dog()
print(dog.speak())  # 输出: Woof!

6. 魔法方法

魔法方法（或特殊方法）是以双下划线开头和结尾的方法，用于实现类的特定行为。例如，__str__() 方法用于返回对象的字符串表示：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return f"{self.name}, {self.age} years old"

person = Person("Alice", 30)
print(person)  # 输出: Alice, 30 years old

总结

• 类和对象：类是对象的蓝图，对象是类的实例。
• 继承：子类继承父类的属性和方法。
• 封装：限制对对象内部数据的访问。
• 多态：不同类的对象可以以相同的方式调用相同的方法。
• 方法重写：子类可以重写父类的方法。
• 魔法方法：实现类的特定行为，如 __init__() 和 __str__()。