面向对象编程是一种以对象为中心的编程思想，它在软件设计、数据库设计、网络结构设计、人工智能算法等领域有着非常广泛的应用。

比如这个画风清奇的小游戏，玩家可以通过键盘控制滑雪者来躲避障碍物。它是Charles制作的小游戏，链接：Games/Game4 at master · CharlesPikachu/Games · GitHub

这个游戏是用Python写的，它的实现基础就是我们今天要学习的内容，我想等你学完基础语法这门课程后，你也能试着去理解源代码，琢磨些有趣好玩的程序，不断精进编程水平。

【类与对象】

在编程世界里，其实我们从第一天开始就在接触类（class），比如整数、字符串、浮点数等，不同的数据类型就属于不同的类。

准确来说，它们的全名是整数类、字符串类、浮点数类。我们可以用type()函数来验证一下：

类之所以为类是因为每一个类之下都包含无数相似的不同个例。

在Python的术语里，我们把类的个例就叫做实例 (instance)，可理解为“实际的例子”。

【万事万物，皆为对象】

面向对象编程中的对象(object)。

Python中的对象等于类和实例的集合：即类可以看作是对象，实例也可以看作是对象，比如列表list是个类对象，[1,2]是个实例对象，它们都是对象。

事实上现实生活中也类似，不论是类还是实例，都可以当作行动或思考的对象。

例如：我们会说“电脑很强大”，也会说“我的电脑卡了”。前者说的是电脑类（类对象），后者说的是我的电脑（实例对象）。

现在我们明白类、实例、对象三者之间的关系，接下来我们就可以用代码制造一个对象，也就是类与实例的创建。

【类的创建和调用】

【我们都是中国人】

我和你，都是中国人——这句话里隐藏着一个共识：我们都属于中国人这个类，所以我们（作为实例）存在一些共同点。例如：黑眼睛、黄皮肤、用筷子吃饭、会讲汉语……

而这些共同点，就是我们区别于其他类的依据，细分的话其实可以分成两种。

第一种是描述事物是怎样的，有什么特征，比如黑眼睛、黄皮肤。

第二种是描述事物能做什么，有哪些行为和作用，比如能用筷子吃饭、会讲汉语。

在编程世界中，亦是如此。我们会把第一种共同点叫作属性（即what），第二种叫作方法（即how）。

比如列表的属性有：外层有中括号，元素之间用英文逗号隔开，方法有：都可以做增删改操作（如append、del等）。

Python里的每个类都有自己独特的属性(attribute)和方法(method)，是这个类的所有实例都共享的。换言之，每个实例都可以调用类中所有的属性和方法。

编程世界中各个类的属性和方法，是需要我们自行创建的（实际上整数、列表这些内置数据类型也是需要的，只不过Python预先创建好了，我们可以直接使用）。

接下来我们就来学习如何自定义一个类吧～

【类的创建】

可以看到：实例方法的创建语句，和函数的定义语句很类似，唯一不同的是：实例方法中有个必须放在首位的参数self。

除此之外，类名的首字母要大写，以便让我们轻松地辨认出“哦！这个是类！”

下面，请你现学现用，创建一个“中国人”的类，并为其创建一个属性和一个方法。

不过运行代码，终端会一片空白，这是因为我们只完成了创建，还没有调用。

下面，就让我们将创建好的属性和方法用起来吧~

【类的调用】

调用的关键在第7行代码：my_computer = Computer()。这个过程叫作：类的实例化，即在某个类下创建一个实例对象。

我们来试下打印实例类型和直接打印出实例，会是什么结果。

第一行：<class '__main__.Computer'>验证了my_computer属于Computer这个类；第二行打印出Computer类的一个实例对象(object)，后面的一串字符表示这个对象的内存地址。

当实例my_computer一被创建出来，就可以调用类中的属性和方法。一句话概括就是：类有的实例都会有。

调用的语法是实例名.属性和实例名.方法

倒数第二行：my_computer.screen先是获取到类属性screen对应的值True，再用print()打印出来。

最后一行：my_computer.start()调用方法start()，这个方法的功能是直接打印出'电脑正在开机中……'。

为什么实例调用方法时不用传参，定义时不是有个参数self吗？

这就是参数self的特殊之处：在定义时不能丢，在调用时要忽略。至于它的作用，容我再卖个关子。

归纳一下三个步骤就是：创建一个类 —— 类的实例化 —— 用实例调用类的属性和方法。

类中创建的属性和方法可以被其所有的实例调用，而且，实例的数目在理论上是无限的。我们可以同时“新建”多个实例。

因此，类也被称为“实例工厂”，因其为所有实例提供了一套蓝图（即预先设定好有什么属性和方法）。

【创建类的两个关键点】

【特殊参数：self】

正式揭秘特殊参数self的作用：self会接收实例化过程中传入的数据，当实例对象创建后，实例便会代替 self，在代码中运行。

换言之，self 是所有实例的替身。

刚刚我们列举的类方法都只有一个self参数，实际上和一般函数一样，类的方法也可以设置多个参数。

这样写虽然没错，但实际上是多此一举，因为只要在say方法内部调用类属性'吴枫'，就可以实现同样的功能，不必重复传参。

怎么在方法内部调用类属性呢？你可能会想着这样写：

但这样会报错，系统会告诉你name在say方法中没有被定义。

还记得我们刚说的，如果要在类的外部调用类属性，我们得先创建一个实例，再用实例名.属性的格式调用吗？

那么如果想在类的内部调用类属性，而实例又还没创建之前，我们就需要有个变量先代替实例接收数据，这个变量就是参数self。

正确的写法是这样子的：

当最后一行代码运行时，实例person会像参数一样传给self，替换掉self，第六行的self.name等价于person.name。

person.name就相当于调用了类属性name(即'吴枫')，然后跑完整个方法。

它的作用相当于：

可见，self的作用相当于先给实例占了个位置，等到实例创建好就“功成身退，退位让贤”。

同理，如果想在类的方法内部调用其他方法时，我们也需要用到self来代表实例。

当最后一行实例person调用say()方法时，便会执行say()内部的语句（第七行开始）。

此时self.greeting()就变成person.greeting()，也就是调用实例方法greeting()，打印出'很高兴遇见你'，再打印出'我来自中国'。

综上，所以我们说self代表的是类的实例本身，方便数据的流转。对此，我们需要记住两点：

第一点：只要在类中用def创建方法时，就必须把第一个参数位置留给self，并在调用方法时忽略它（不用给self传参）。

第二点：当在类的方法内部想调用类属性或其他方法时，就要采用self.属性名或self.方法名的格式。

【特殊方法：初始化方法（也叫构造函数）】

定义初始化方法的格式是def __init__(self)，是由init加左右两边的【双】下划线组成（initialize “初始化”的缩写）。

初始化方法的作用在于：当每个实例对象创建时，该方法内的代码无须调用就会自动运行。

我们只是创建了实例，还没有调用，初始化方法就自动执行了！

利用这个特性，在编写习惯上，我们会在初始化方法内部完成类属性的创建，为类属性设置初始值，这样类中的其他方法就能直接、随时调用。

除了设置固定常量，初始化方法同样可以接收其他参数，让传入的这些数据能作为属性在类的方法之间流转。

先看14行：当初始化方法有多个参数的时候，在实例化的时候就要传入相应的值，这里'吴枫'传给参数name, '广东'传给birth，'深圳'传给region。

当实例person创建完成后，初始化方法会自动执行，此时第三行的self.name = name就等价于self.name = '吴枫'，以此类推。（self.name中的name可以换成其他名称，只是我们习惯上这么写）

如此一来，类的其他方法就能通过self.属性名的形式调用传入的数据了。（还记得self是实例的替身吧）

不用初始化方法不是也能实现吗？写多个方法不是更麻烦吗？

确实可以，比如上述的代码，我们也可以这么写：

虽然代码量并没有减少，但我们可以看到使用初始化方法，至少我们不必重复传参，传入的数据还可以被多次调用，比如这里的'吴枫'。

随着我们想实现的功能愈发复杂，我们会在类内部编写很多的方法，如果我们需要传入的数据能在类中长久保存并能被随时调用，初始化方法就是一个不错的解决方案。

等你自己开始用类来写代码时，就会发现初始化方法又实在又好用。所以只要用到了类，一般都少不了它。

【小练习】

请你在下列代码的基础上补充一个初始化方法（其余部分不变），要求最后的打印结果是:你在哪里出生？我出生在广东。

类一般是用在较复杂的项目里。

最后一部分，会具体阐述类与实例在实际编程中的应用，也对一开始提出的问题：什么是面向对象编程做一个具体的阐释。

【面向对象编程】

与面向对象编程相对应的是面向过程编程，这是这关以前的关卡里我们所采用的编程思维。

面向过程编程：首先分析出解决问题所需要的步骤（即“第一步做什么，第二步做什么，第三步做什么”），然后用函数实现各个步骤，再依次调用。

比如，我们在第十关所完成的项目二（工作量与工时计算器），我们根据“采集信息——计算数据——继续采集信息”这个过程封装了三个函数，再依次调用，按规定顺序执行程序。

而面向对象编程，会将程序看作是一组对象的集合（还记得对象包括类对象和实例对象吧）。

用这种思维设计代码时，考虑的不是程序具体的执行过程（即先做什么后做什么），而是考虑先创建某个类，在类中设定好属性和方法，即是什么，和能做什么。

接着，再以类为模版创建一个实例对象，用这个实例去调用类中定义好的属性和方法即可。

如果把上述面向过程编程的代码改成面向对象编程，我们可以先创建一个Project类，在类中定义好属性和方法，再创建一个实例。

可以发现，在此例中，用类编写一个直观的好处就是参数的传递会比普通函数要省事很多，也不必考虑全局变量和局部变量，因为类中的方法可以直接调用属性。

可想而知，当项目难度越大，需要的参数越多，用类编写在程序的可拓展性、可读性、维护成本都会更胜一筹。

这就是面向对象编程：以对象为中心，将计算机程序看作一组对象的集合。

总结一下：和之前说过的函数类似，面向对象编程实际上也是一种对代码的封装。只不过，类能封装更多的东西，既能包含操作数据的方法，又能包含数据本身。所以，代码的可复用性也更高。

而且，对于需要长期更新的代码而言，面向对象编程写成的代码结构会更清晰。所以，代码的可读性、可拓展性和可维护性这几个方面都会优于面向过程编程。

还有一点不得不提的是：面向对象编程，将代码具体的数据和处理方法都封装在类中，让我们不用完全了解过程也可以调用类中的各种方法。

这个优势让我们可以在 Python 中轻松地调用各种标准库、第三方库和自定义模块（可以简单理解成别人写好的类），这是Python之所以这么强大和热门的主要原因之一。

除了类的创建和调用外，还有一些类的操作，是类成为面向对象编程中的主要工具的真正原因。

【知识点回顾】

【课后练习】

练习目标：

通过今天的作业，学会在某个实例方法中调用其他方法。 

练习要求：

在课堂上，我们看过Chinese类有这样两个代码案例：

一个会打印某个人现在的居住地，一个会打印出生地。

下面，我们会通过课堂中的一个小知识一次性“说完”这两个信息。

先通过代码复习一下在课堂中的这个小知识：在实例方法里调用其他方法。

现在，请你趁热打铁，在右侧的代码中新建一个方法，在这个方法中调用实例方法born和live。