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/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 在初始化的時候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的?A 是否會初始化兩次?

1. 什么是類和對象

先說對象，對象通常有兩層意思，指行動或思考時作為目標(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、物體等實體在計算機邏輯中的映射。

編程時，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，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。

對象是類中一個具體的事物，是由類初始化后生成的，通常也叫 object，或者實體，比如女人是一個類，而你的女朋友就是一個對象。

屬性：對象的某個靜態(tài)特征，比如你女朋友的膚色，民族，血型等。

函數(shù)：對象的某個動態(tài)能力，比如你女朋友會唱歌、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，太具體的東西就會有很多重復(fù)，因此我們還需要對問題進行抽象，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，也會減輕程序員編程時的記憶壓力。

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

3. Python 如何定義 公有/保護/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/私有的屬性/方法：

• __ 表示私有
• _ 表示保護
• 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就自覺不要在類的外部修改或訪問它，換句話說 Python 并不會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()，從而生成一個新的實例。從這一點，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，也就是創(chuàng)建新的實例對象時
• 需要不修改現(xiàn)有實例的情況下返回一個新的實例。

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

靜態(tài)函數(shù)，以 @staticmethod 裝飾，通常就表示這個函數(shù)的計算不涉及類的變量，不需要類的實例化就可以使用，也就是說該函數(shù)和這個類的關(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。我有時候會糾結(jié)到底放在類里面使用 staticmethod，還是放在 utils.py 中單獨寫一個函數(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 在初始化的時候，A，B，C 的初始化順序是怎么樣的?A 是否會初始化兩次?

    ---> 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 是會初始化兩次，第二種不會。

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(具體實現(xiàn)算法叫做 C3)，來保證一個類只會被初始化一次。

也就是說，能用 super，就用 super。