【数据分析之道-基础知识(十一)】面向对象-Toy模板网

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【数据分析之道-基础知识(十一)】面向对象

专栏导读

✍ 作者简介：i阿极，CSDN Python领域新星创作者，专注于分享python领域知识。

✍ 本文录入于《数据分析之道》，本专栏针对大学生、初级数据分析工程师精心打造，对python基础知识点逐一击破，不断学习，提升自我。
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1、简介

Python 是一种面向对象的编程语言，它提供了丰富的面向对象编程特性和语法。面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它将数据和与之相关的操作封装在对象中，通过定义类和实例化对象来实现程序的组织和设计。

在 Python 中，面向对象编程的核心概念包括类（Class）、对象（Object）、属性（Attribute）、方法（Method）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）等。

2、类与对象

类是对象的蓝图或模板，它定义了一组属性和方法，用于描述具有相同特征和行为的对象的集合。对象是类的实例，它具有类定义的属性和方法。

在 Python 中，定义类使用 class 关键字，通过类创建对象的过程称为实例化。以下是定义一个简单类的示例：

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

    def greet(self):
        print(f"Hello, my name is {self.name}.")

# 创建对象
person1 = Person("Alice", 25)
person2 = Person("Bob", 30)

# 调用对象的方法
person1.greet()
person2.greet()

Person 是一个类，它有两个属性 name 和 age，以及一个方法 greet。通过调用 Person 类的构造函数 init，可以创建 Person 类的实例（对象）。每个对象都有自己的属性值，通过 self 关键字来引用。

3、属性和方法

属性是对象的特征或状态，用于存储对象的数据。方法是对象的行为或操作，用于实现对象的功能。

在类中定义属性和方法时，需要使用特殊的 self 参数，它代表对象自身。通过 self，可以访问和操作对象的属性和方法。

以下是一个包含属性和方法的类示例：

class Rectangle:
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

    def perimeter(self):
        return 2 * (self.width + self.height)

# 创建对象
rectangle = Rectangle(5, 3)

# 调用对象的方法和访问属性
print("Area:", rectangle.area())
print("Perimeter:", rectangle.perimeter())
print("Width:", rectangle.width)
print("Height:", rectangle.height)

Rectangle 类有两个属性 width 和 height，以及两个方法 area 和 perimeter。通过创建 Rectangle 对象并调用对象的方法，可以计算矩形的面积和周长，以及访问矩形的宽度和高度。

4、继承

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。通过继承，可以建立类之间的层次结构，从而实现代码的重用和扩展。

在 Python 中，使用 class ChildClass(ParentClass) 的形式来实现继承。子类（派生类）继承了父类（基类）的属性和方法，并可以定义自己的新属性和方法。

以下是一个继承的示例：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def eat(self):
        print("Animal is eating.")

class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print("Dog is barking.")

# 创建对象
animal = Animal("Generic Animal")
dog = Dog("Tommy")

# 调用继承的方法和子类的方法
animal.eat()
dog.eat()
dog.bark()

Animal 是一个基类，Dog 是一个派生类，它继承了 Animal 类的属性和方法。通过创建 Animal 和 Dog 对象，并调用它们的方法，可以看到派生类可以访问基类的方法，同时还可以定义自己的新方法。

5、多态

多态是面向对象编程中的另一个重要概念，它允许使用相同的接口来处理不同类型的对象，而不需要知道对象的具体类型。

在 Python 中，多态性是通过方法重写（Method Overriding）实现的。子类可以重写父类的方法，从而在相同的方法调用下表现出不同的行为。

以下是一个多态的示例：

class Shape:
    def area(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14 * self.radius ** 2

# 创建对象
rectangle = Rectangle(5, 3)
circle = Circle(4)

# 调用多态的方法
shapes = [rectangle, circle]
for shape in shapes:
    print("Area:", shape.area())

Shape 是一个基类，Rectangle 和 Circle 是派生类。它们都实现了 Shape 类的 area 方法，但具体的实现不同。通过创建 Rectangle 和 Circle 对象，并将它们放入列表中，然后遍历列表并调用 area 方法，可以看到相同的方法调用根据对象的类型表现出不同的行为。