Python：從對象到類的編程範式

一、Python中的對象

Python中一切皆為對象，包括int、float、str等基本類型。除了基本類型，Python中的函數、模塊、類、實例等都是對象，它們都擁有自己的屬性和方法。

每個對象都有一個類型，可以通過type()函數獲取。同時，可以通過dir()函數獲取對象的屬性和方法列表。例如：

a = 5
print(type(a)) # 
print(dir(a)) # ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__', '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__', '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__', 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag', 'numerator', 'real', 'to_bytes']

二、Python中的面向對象編程

Python中的面向對象編程和其他語言比較類似，通過class關鍵字定義類，並且通過實例化類創建對象。在類中可以定義屬性和方法，屬性是對象的狀態，方法是對象的行為。

在類中定義方法時，第一個參數一般是self，代表當前實例。當實例調用方法時，self會被自動傳入方法中。

例如，下面是一個簡單的計算器類：

class Calculator:
    def __init__(self):
        self.result = 0
        
    def add(self, num):
        self.result += num
        
    def substract(self, num):
        self.result -= num
        
    def multiply(self, num):
        self.result *= num
        
    def divide(self, num):
        self.result /= num
        
calculator = Calculator()
calculator.add(5)
calculator.add(3)
calculator.multiply(2)
calculator.divide(4)
print(calculator.result) # 2.0

三、Python中的類編程範式

Python中的類編程範式包括面向對象編程、面向過程編程和函數式編程。Python中一切皆為對象，因此面向對象編程是最常用的一種編程範式。

面向過程編程是基於函數的編程範式，它將程序分解為若干個函數，每個函數負責一部分功能。它主要用於實現簡單的順序邏輯，缺點是可擴展性差。

函數式編程是基於函數的編程範式，它將函數看作是一等公民，可以作為參數、返回值以及其他數據類型一樣的操作。函數式編程主要用於實現複雜的演算法和數據處理，它的特點是可復用性和可擴展性強。

下面是一個使用面向對象、面向過程和函數式編程實現的斐波那契數列的例子：

# 面向對象編程
class Fibonacci:
    def __init__(self, n):
        self.n = n
        
    def __iter__(self):
        self.current = 0
        self.next = 1
        return self
    
    def __next__(self):
        if self.current < self.n:
            result = self.current
            self.current, self.next = self.next, self.current + self.next
            return result
        else:
            raise StopIteration
            
fibonacci = Fibonacci(10)
for i in fibonacci:
    print(i)
    
# 面向過程編程
def fibonacci(n):
    current = 0
    next = 1
    result = []
    for i in range(n):
        result.append(current)
        current, next = next, current + next
    return result
    
print(fibonacci(10))

# 函數式編程
from functools import reduce

def fibonacci(n):
    result = []
    reduce(lambda x, _: result.append(x) or (x[1], x[0] + x[1]), range(n), (0, 1))
    return result
    
print(fibonacci(10))