一、思維導圖

二、詳細內容

第 6 章：面向對象編程基礎

6.1 面向對象編程的概念和優勢

面向對象編程（Object-Oriented Programming，OOP）是一種編程范式，它將數據和操作數據的方法封裝在一起，形成對象。對象之間通過消息傳遞進行交互。

優勢：

• 可維護性：代碼結構清晰，易于理解和修改。
• 可擴展性：可以通過繼承和多態方便地擴展功能。
• 可重用性：可以復用已有的類和對象。

6.2 類和對象的定義與創建

在 Python 中，使用 class 關鍵字定義類，類是對象的藍圖，對象是類的實例。

# 定義一個簡單的類
class Person:pass# 創建對象
p1 = Person()
p2 = Person()

6.3 類的屬性和方法

類的屬性是類的特征，方法是類的行為。

class Person:# 類屬性species = "Homo sapiens"def __init__(self, name, age):# 實例屬性self.name = nameself.age = age# 實例方法def introduce(self):print(f"Hi, my name is {self.name} and I'm {self.age} years old.")p = Person("Alice", 25)
print(p.species)  # 訪問類屬性
p.introduce()  # 調用實例方法

6.4 構造函數（init）和析構函數（del）

• 構造函數：__init__ 方法在創建對象時自動調用，用于初始化對象的屬性。
• 析構函數：__del__ 方法在對象被銷毀時自動調用。

class Person:def __init__(self, name):self.name = nameprint(f"{self.name} is created.")def __del__(self):print(f"{self.name} is destroyed.")p = Person("Bob")
del p

6.5 封裝、繼承和多態的實現

• 封裝：將數據和操作數據的方法封裝在一起，隱藏對象的內部實現細節。
• 繼承：子類可以繼承父類的屬性和方法，從而實現代碼的復用。
• 多態：不同的對象可以對同一消息做出不同的響應。

# 封裝
class BankAccount:def __init__(self, balance):self.__balance = balance  # 私有屬性def deposit(self, amount):self.__balance += amountdef get_balance(self):return self.__balance# 繼承
class SavingsAccount(BankAccount):def __init__(self, balance, interest_rate):super().__init__(balance)self.interest_rate = interest_ratedef calculate_interest(self):return self.get_balance() * self.interest_rate# 多態
class Animal:def speak(self):passclass Dog(Animal):def speak(self):print("Woof!")class Cat(Animal):def speak(self):print("Meow!")def make_animal_speak(animal):animal.speak()dog = Dog()
cat = Cat()
make_animal_speak(dog)
make_animal_speak(cat)

第 7 章：高級面向對象編程

7.1 類的特殊方法（如 str、len 等）

特殊方法以雙下劃線開頭和結尾，用于實現對象的特殊行為。

class Book:def __init__(self, title, author, pages):self.title = titleself.author = authorself.pages = pagesdef __str__(self):return f"{self.title} by {self.author}"def __len__(self):return self.pagesbook = Book("Python Crash Course", "Eric Matthes", 500)
print(book)  # 調用 __str__ 方法
print(len(book))  # 調用 __len__ 方法

7.2 類的靜態方法和類方法

• 靜態方法：使用 @staticmethod 裝飾器定義，不需要實例化對象就可以調用，與類和實例無關。
• 類方法：使用 @classmethod 裝飾器定義，第一個參數是類本身，通常用于創建類的實例。

class MathUtils:@staticmethoddef add(a, b):return a + b@classmethoddef create_from_list(cls, numbers):return sum(numbers)print(MathUtils.add(2, 3))  # 調用靜態方法
print(MathUtils.create_from_list([1, 2, 3]))  # 調用類方法

7.3 抽象基類和抽象方法

抽象基類是包含抽象方法的類，抽象方法是沒有實現的方法，子類必須實現這些抽象方法。

from abc import ABC, abstractmethodclass Shape(ABC):@abstractmethoddef area(self):passclass Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius ** 2circle = Circle(5)
print(circle.area())

7.4 多重繼承和方法解析順序（MRO）

多重繼承是指一個子類可以繼承多個父類的屬性和方法。方法解析順序（MRO）決定了在多重繼承中調用方法的順序。

class A:def method(self):print("A's method")class B:def method(self):print("B's method")class C(A, B):passc = C()
c.method()  # 調用 A 的方法，因為 A 在 MRO 中排在前面
print(C.mro())  # 查看 MRO

三、總結

面向對象編程是一種強大的編程范式，它通過封裝、繼承和多態等特性，提高了代碼的可維護性、可擴展性和可重用性。在基礎部分，我們學習了類和對象的定義、屬性和方法的使用，以及構造函數和析構函數的作用。在高級部分，我們深入探討了類的特殊方法、靜態方法和類方法，以及抽象基類和多重繼承等概念。掌握這些知識，將有助于我們編寫更加高效、靈活和可維護的代碼。