Python中的Class：理解類和對象的基本概念

一、理解類和對象

在Python中，類可以看作是一個代碼模板，它定義了一組屬性（變量）和方法（函數），作為藍本來生成對象。對象則是類的實例化，具有類的屬性和方法。可以看做是類的具體化，每個對象都是獨立的實體，擁有各自的屬性和方法。

class Car:
    def __init__(self, name, color):
        self.name = name
        self.color = color

    def move(self, distance):
        print(f"{self.name}移動了{distance}公里。")

my_car = Car("奔馳", "紅色")  # 實例化一個Car類
print(f"我的愛車是{my_car.color}色的{my_car.name}。")  # 輸出對象的屬性
my_car.move(120)  # 調用對象的方法

在上述代碼中，我們定義了一個Car類，其中有兩個屬性name和color，一個方法move。通過實例化一個my_car對象，我們可以訪問和修改對象的屬性，並調用對象的方法。

二、類的繼承

在Python中，通過從父類繼承來創建新的子類。子類具備父類的所有屬性和方法，並且可以添加新的屬性和方法。這樣可以避免重複編寫代碼，提高了程序的可維護性。

class Vehicle:
    def __init__(self, name, color):
        self.name = name
        self.color = color

    def move(self, distance):
        print(f"{self.name}移動了{distance}公里。")

class Car(Vehicle):
    def __init__(self, name, color, brand):
        super().__init__(name, color)  # 調用父類的構造函數
        self.brand = brand

    def info(self):
        print(f"我的愛車是{self.color}色的{self.brand}{self.name}。")

my_car = Car("奔馳", "紅色", "C類")  # 實例化一個Car類
my_car.move(120)  # 調用從父類Vehicle繼承來的方法
my_car.info()  # 調用子類Car特有的方法

在上述代碼中，我們創建了一個Vehicle類，並在Car類中從Vehicle類繼承父類的屬性和方法。在實例化子類時，也需要調用父類的構造函數，以獲取父類中定義的屬性。通過子類的特有方法info，我們可以輸出對象的自身屬性以及從父類繼承來的屬性。

三、類的多態

在Python中，多態指的是不同類型的對象可以使用相同的接口來訪問不同的方法。不同類型的對象都可以調用相同的方法，但是執行的具體操作可能不同。這可以提高程序的靈活性和管理性。

class Dog:
    def sound(self):
        print("汪汪！")

class Cat:
    def sound(self):
        print("喵喵！")

def make_sound(animal):
    animal.sound()

my_dog = Dog()  # 實例化一個Dog對象
my_cat = Cat()  # 實例化一個Cat對象
# 使用相同的接口調用不同類型的對象的方法
make_sound(my_dog)
make_sound(my_cat)

在上述代碼中，我們定義了Dog類和Cat類，每個類都有自己的sound方法。而在make_sound函數中，它接受一個animal參數，並調用了該參數的sound方法。通過不同類型的對象調用相同的方法，我們可以得到不同的結果。

四、類的封裝

在Python中，類的封裝指的是將屬性和方法封裝在類的內部，並通過不同的訪問控制把它們暴露給外部。可以使用私有化屬性和方法以及公有化方法來改變屬性和方法的可見性和可訪問性。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name  # self.__name是一個私有化的屬性
        self.age = age

    def get_name(self):
        return self.__name  # get_name是一個公有化的方法

    def set_name(self, name):
        self.__name = name  # set_name是一個公有化的方法

person = Person("小明", 18)
print(person.age)  # 輸出一個公有化的屬性
# print(person.__name)  # 如果嘗試訪問一個私有化的屬性，則會報錯
print(person.get_name())  # 通過公有化的方法獲取私有化的屬性
person.set_name("小紅")  # 通過公有化的方法修改私有化的屬性
print(person.get_name())

在上述代碼中，我們定義了一個Person類，並且對其中的屬性name私有化。此後，我們只能在類的內部訪問這個私有化的屬性，如果在類外部訪問會報錯。但是我們提供了get_name和set_name方法，通過這些公有化的方法來訪問和修改私有化的屬性。這樣一來，可以保護數據的安全性，同時也方便了代碼的維護。