Python定義語句中的def和class

Python是一種強大、易學的編程語言，被廣泛用於機器學習、數據分析、Web開發和科學計算等領域。在Python的定義語句中，我們通常會用到def和class這兩個關鍵字。下面我們從多個方面，來詳細討論def和class在Python中的用法和特點。

一、def函數

def是Python定義函數的關鍵字。函數是一段可以重用的代碼，它可以接收傳入的參數，進行一些操作，並返回某個結果。我們來看一個簡單的例子：

def add(a, b):
    '計算兩個數的和'
    c = a + b
    return c

這是一個名為add的函數，它接收兩個參數a和b，在函數體內將它們相加，並返回它們的和c。函數的定義通常包括函數名、參數列表、冒號、函數體和返回值。函數體內部的代碼塊必須縮進，推薦使用四個空格進行縮進。

除了必選參數外，Python函數還支持默認參數和可變參數：

# 默認參數
def greet(name='world'):
    print(f'Hello, {name}!')

# 可變參數
def average(*args):
    length = len(args)
    total = sum(args)
    return total / length

其中，greet函數默認傳入一個字符串「world」，如果不傳入參數，就使用默認參數。average函數接收任意個參數，組成一個元組args，計算它們的平均值並返回。可變參數也可以使用dict傳入關鍵字參數：

# 可變關鍵字參數
def info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f'{key}={value}')

info(name='Alice', age=25, gender='female')

這裡，函數接收任意個關鍵字參數，組成一個字典kwargs，對每個鍵值對進行循環打印。

二、class類

class是Python定義類的關鍵字。類是一種面向對象的編程模型，可以封裝數據和方法，並創建對象實例。我們來看一個用class定義的簡單類：

class Rectangle:
    '矩形類'
    
    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)

這是一個名為Rectangle的類，它表示一個矩形對象。類的定義通常包括類名、冒號、類體。類體內部的屬性和方法定義也必須縮進，推薦使用四個空格進行縮進。其中，__init__方法是類的構造函數，在創建對象實例時自動調用。self是一個指向對象實例的引用，用於訪問對象內部的屬性和方法。area和perimeter是對象的方法，用於計算矩形的面積和周長。

除了常規方法外，Python類還支持特殊方法和繼承機制。

# 特殊方法
class Person:
    '人類'
    
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
        
    def __str__(self):
        return f'{self.name}({self.age})'
    
    def __eq__(self, other):
        return self.name == other.name and self.age == other.age

# 繼承機制
class Student(Person):
    '學生類'
    
    def __init__(self, name, age, grade):
        super().__init__(name, age)
        self.grade = grade
        
    def study(self, subject):
        print(f'{self.name} is studying {subject}.')

__str__方法是Python中的特殊方法之一，它用於返回對象的字符串表示方式。__eq__方法也是特殊方法之一，用於比較對象是否相等。在類的繼承機制中，子類可以繼承父類的屬性和方法，並且可以重寫父類的方法，或者添加新的方法。在這個例子中，Student是Person的子類，它繼承了Person的name和age屬性，同時添加了grade屬性和study方法。

三、結語

本文介紹了Python中的def和class關鍵字，它們分別用於定義函數和類。def的定義可以包含默認參數、可變參數和可變關鍵字參數，用於擴展函數的靈活性。class的定義可以包含構造函數、方法、特殊方法和繼承機制，用於封裝數據和方法，並創建對象實例。