一、面向对象基础

1. 类与对象

• 类：程序中的"设计图纸"，用于描述事物的属性和行为
• 对象：基于类创建的实体，包含具体数据和行为
• 关系：类是模板，对象是实例（如：学生类 vs 张三学生对象）

python
class Student:
    # 属性（成员变量）
    name = None
    age = None
    
    # 行为（成员方法）
    def study(self):
        print(f"{self.name}正在学习")

# 创建对象
stu = Student()
stu.name = "张三"
stu.study()

2. 成员方法

• 定义：类中定义的函数称为方法
• self：必须作为第一个参数，表示对象自身
• 调用：通过对象调用时自动传递self参数

python
def introduce(self):
    print(f"我叫{self.name}，今年{self.age}岁")

3. 构造方法

• 作用：对象创建时自动执行初始化
• 语法：__init__
• 特性：可接收参数初始化成员变量

python
def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

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二、面向对象三大特性

1. 封装

• 核心：隐藏实现细节，暴露安全接口
• 私有成员：__开头的变量/方法（实际是名称改写）
• 访问控制：
  • 公有成员：可被外部访问
  • 私有成员：仅类内部访问

python
class Phone:
    __voltage = 3.7  # 私有变量
    
    def __check_5g(self):  # 私有方法
        if self.__voltage > 3:
            return True
            
    def call(self):  # 公有方法
        if self.__check_5g():
            print("5G通话已开启")

2. 继承

• 单继承：class 子类(父类)
• 多继承：class 子类(父类1, 父类2)
• 方法重写：子类定义同名方法覆盖父类实现
• super()：调用父类方法

python
class AndroidPhone(Phone):
    def __init__(self, brand):
        super().__init__()  # 调用父类构造
        self.brand = brand
        
    def call(self):  # 方法重写
        print(f"{self.brand}定制化通话界面")
        super().call()

3. 多态

• 核心：相同接口不同实现
• 实现方式：
  • 继承：子类重写父类方法
  • 抽象类：定义方法规范

python
from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "汪汪"

class Cat(Animal):
    def sound(self):
        return "喵喵"

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三、高级特性

1. 魔术方法

• __str__：定义对象字符串表示
• __eq__：定义相等比较逻辑
• __lt__：定义大小比较逻辑

python
class Product:
    def __init__(self, price):
        self.price = price
        
    def __str__(self):
        return f"产品价格：{self.price}"
        
    def __lt__(self, other):
        return self.price < other.price

2. 类型注解

• 变量注解：var: type
• 函数注解：参数和返回值类型提示
• Union类型：联合类型注解

python
from typing import Union

def process(data: Union[int, str]) -> list:
    return [data] * 3

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四、综合应用模式

数据处理案例设计

1. 数据封装：创建数据类统一存储格式
2. 读取器类：抽象基类定义接口
3. 多态处理：不同文件格式子类实现
4. 计算分析：独立业务类处理数据
5. 可视化：使用PyEcharts进行展示

python
# 数据基类
class BaseData:
    def __init__(self, date, amount):
        self.date = date
        self.amount = amount

# 文件读取器（抽象类）
class FileReader:
    def read(self, path) -> list[BaseData]:
        raise NotImplementedError

# CSV实现
class CSVReader(FileReader):
    def read(self, path):
        # 解析CSV返回BaseData列表
        pass

# 业务处理
class DataAnalyzer:
    def __init__(self, reader: FileReader):
        self.reader = reader
        
    def daily_summary(self, path):
        data = self.reader.read(path)
        # 计算逻辑...

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五、关键总结

1. 类设计三要素：属性、方法、构造
2. 封装核心：私有成员保护数据安全
3. 继承要点：代码复用与扩展
4. 多态本质：接口统一，实现不同
5. 类型注解：提升代码可读性
6. 设计模式：高内聚低耦合，面向接口编程