Python：理解對象是類的實例

Python是一門面向對象的編程語言，在Python中，一切都是對象，包括函數、字符串、數字等等，甚至連模塊也可以被視為對象。然而，在Python中，對象與類之間是一種特殊的關係，即對象是類的實例。

一、創建類及實例化

在Python中，我們需要使用關鍵字“class”來定義一個類。定義類的時候，我們需要考慮類的名稱、類的屬性、類的方法。例如，下面代碼示例中，我們定義了一個名為“Person”的類，它包含“name”和“age”兩個屬性，以及“speak”方法。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
     
    def speak(self):
        print("My name is", self.name, ", I'm", self.age, "years old.")

實例化是指根據類定義創建對象的過程。我們可以使用類的名稱來實例化一個對象，並且可以通過構造函數為該對象的屬性賦值。例如，下面的代碼示例創建了一個名為“p1”的對象，它的名字為“Tom”，年齡為18歲，然後調用了“speak”方法。

p1 = Person("Tom", 18)
p1.speak()

上述代碼輸出的結果為：“My name is Tom, I’m 18 years old.”。

二、對象與類之間的關係

對象是類的實例，這意味着一個類可以有許多對象。例如，我們可以通過實例化多個“Person”對象，分別為這些對象的屬性賦值，然後調用它們的方法。

p1 = Person("Tom", 18)
p2 = Person("Jerry", 20)
p3 = Person("Mike", 22)

p1.speak() # 輸出 "My name is Tom, I'm 18 years old."
p2.speak() # 輸出 "My name is Jerry, I'm 20 years old."
p3.speak() # 輸出 "My name is Mike, I'm 22 years old."

可以看出，雖然這三個對象的屬性不同，但它們的方法都是相同的。這是因為它們都是同一個類的實例。

三、對象屬性與類屬性

在Python中，對象屬性和類屬性是兩個不同的概念。對象屬性是指屬於實例對象的屬性，而類屬性則屬於類。

例如，我們可以給“Person”類添加一個類屬性“count”，來統計該類實例化的數量：

class Person:
    count = 0 # 類屬性

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name # 對象屬性
        self.age = age # 對象屬性
        Person.count += 1 # 每次實例化對象時類屬性加1
     
    def speak(self):
        print("My name is", self.name, ", I'm", self.age, "years old.")

print(Person.count) # 輸出0

p1 = Person("Tom", 18)
print(Person.count) # 輸出1

p2 = Person("Jerry", 20)
print(Person.count) # 輸出2

可以看出，每次實例化對象時，“Person”類的類屬性“count”都會加1。通過訪問類屬性，我們可以統計類的實例化數量，實現一些與類相關的操作。

四、繼承

在Python中，繼承是面向對象編程中的常見方式之一。它允許我們創建一個類，該類具有另一個類的所有屬性和方法。被繼承的類稱為“父類”或“超類”，繼承該類的類稱為“子類”或“派生類”。

例如，下面的代碼示例中，我們創建了一個名為“Student”的子類，並繼承了“Person”父類。此外，我們添加了一個新屬性“major”，並重寫了父類的“speak”方法，使其輸出的內容與父類的不同。

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, major):
        super().__init__(name, age)
        self.major = major
     
    def speak(self):
        print("My name is", self.name, ", I'm", self.age, "years old. My major is", self.major)

s = Student("Kate", 20, "Computer Science")
s.speak() # 輸出 "My name is Kate, I'm 20 years old. My major is Computer Science."

可以看出，子類“Student”具有父類“Person”的所有屬性和方法，還添加了一個新屬性“major”，並重寫了父類的“speak”方法。通過繼承和重寫，我們可以實現代碼的復用和擴展。