一、类的定义
Python 语言中的类实际上是一种数据类型，同时 Python 中所有内置的数据类型也都是由类定义的。
>>> type(10)
<class 'int'>
>>> type('10')
<class 'str'>
>>> type([10,11,12])
<class 'list'>
可以使用 class 关键字定义一个类，格式如下：
class MyClass:
pass
使用赋值的形式实例化某个类，格式如下：
instance = MyClass()
即创建一个以 MyClass 类为数据类型的新对象 instance 。
实例变量
Python 中的类实例可以作为类似于 struct 的数据类型存储数据或记录，且不同于 C 或 Java 语言中的类似结构，关联于类实例的数据不需要提前声明。
class Circle:
pass
my_circle = Circle()
my_circle.radius = 4
print(2 * 3.14 * my_circle.radius)
# => 25.12
可以通过在类的定义代码中添加 __init__ 方法来初始化实例中的某些数据。每当新的类实例创建时，__init__ 方法都会自动被调用一次，类似于 Java 中的构造器。其第一个参数 self 用来指代新的类实例本身。
class Circle:
def __init__(self):
self.radius = 1
my_circle = Circle()
print(2 * 3.14 * my_circle.radius)
# => 6.28
上面代码中的 radius 即为 Circle 类的实例变量，每一个由 Circle 类生成的实例对象（如上面代码中的 my_circle）都包含一份独有的 radius 变量。
创建实例变量的语法如下：
instance.variable = value
类变量
类变量是关联于某个类的变量（而不是某个类实例），可以被所有的类实例访问，因此常用来追踪某些类级别的信息。类变量可以通过类结构体中的赋值语句进行创建（而类的实例变量需要在 __init__ 方法中定义）。
class Circle:
pi = 3.14159
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return self.radius * self.radius * Circle.pi
print(Circle.pi) # => 3.14159
Circle.pi = 4
c = Circle(3)
print(c.area()) # => 36
二、方法
方法是指与特定的类对象相关联的函数，比如前面的 __init__ 方法。
参考如下代码：
class Circle:
def __init__(self):
self.radius = 1
def area(self):
return self.radius * self.radius * 3.14159
c = Circle()
c.radius = 3
print(c.area())
# => 28.27431
上面代码中的 area 方法的第一个参数仍为 self，它类似于很多语言中的 this 关键字，用于指代由类生成的实例对象本身。
类的方法定义中可以添加除 self 以外的其他参数，比如可以为 __init__ 方法关联一个 radius 参数，在实例化类的同时直接初始化一个 radius 变量，而不必在类实例创建以后手动进行额外的赋值操作。
class Circle:
def __init__(self, radius=1):
self.radius = radius
def area(self):
return self.radius * self.radius * 3.14159
c = Circle(3)
print(c.area())
# => 28.27431
三、静态方法与类方法
静态方法
Python 语言可以通过 @staticmethod 装饰器创建类中的静态方法。
静态方法不带 self 参数，即调用时不需要先对类进行实例化，不通过类的实例对象进行调用。它可以没有任何参数，可直接通过类名调用。
class Circle:
all_circles = []
pi = 3.14159
def __init__(self, r=1):
self.radius = r
self.__class__.all_circles.append(self)
def area(self):
return self.__class__.pi * self.radius * self.radius
@staticmethod
def total_area():
total = 0
for c in Circle.all_circles:
total = total + c.area()
return total
c1 = Circle(1)
c2 = Circle(2)
print(Circle.total_area())
# => 15.70795
类方法
可以使用 @classmethod 装饰器创建 Python 类中的类方法。
类方法默认有个 cls 参数（表示类本身），可以被类和实例调用。
class Circle:
all_circles = []
pi = 3.14159
def __init__(self, r=1):
self.radius = r
self.__class__.all_circles.append(self)
def area(self):
return self.__class__.pi * self.radius * self.radius
@classmethod
def total_area(cls):
total = 0
for c in cls.all_circles:
total = total + c.area()
return total
c1 = Circle(1)
c2 = Circle(2)
print(Circle.total_area())
# => 15.70795
PS：关于实例方法、类方法与静态方法的简要对比
实例方法
- 定义：第一个参数必须是实例对象，一般约定为
self，通过它来传递实例的属性和方法（也可以传类的属性和方法） - 调用：只能由实例对象调用
类方法
- 定义：使用装饰器
@classmethod。第一个参数必须是当前类对象，一般约定为cls，通过它来传递类的属性和方法（不能传实例的属性和方法） - 调用：实例对象和类对象都可以调用
静态方法
- 定义：使用装饰器
@staticmethod。参数随意，没有self和cls参数，方法体中不能使用类或实例的任何属性和方法 - 调用：实例对象和类对象都可以调用
四、继承
class Shape:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def move(self, delta_x, delta_y):
self.x = self.x + delta_x
self.y = self.y + delta_y
class Square(Shape):
def __init__(self, side=1, x=0, y=0):
super().__init__(x, y)
self.side = side
class Circle(Shape):
def __init__(self, r=1, x=0, y=0):
super().__init__(x, y)
self.radius = r
c = Circle(1)
c.move(3, 4)
print(c.x) # => 3
print(c.y) # => 4
其中 super 函数用于在子类中调用父类定义的方法。
父类 Shape 中定义的 move 方法可以直接被子类实例化后的对象使用。从传统的 OOP 概念来看，即 Python 中所有的方法都是虚拟的，如某个被调用的方法在当前的类中不存在，则 Python 会尝试从它的父类中寻找同名的方法，最终使用第一个找到的结果。
五、私有变量
私有变量和私有方法是指在类中定义且在类外不可见的对象。在 Python 语言中，名称前面带双下划线（__）的变量或方法即为私有。
class Mine:
def __init__(self):
self.x = 2
self.__y = 3
def print_y(self):
print(self.__y)
m = Mine()
print(m.x) # => 2
m.print_y() # => 3
print(m.__y) # => AttributeError: 'Mine' object has no attribute '__y'
上面代码中的 __y 变量即为私有变量，因此当直接从类外部访问 __y 时会报出 AttributeError 错误，但是可以通过类内部定义的 print_y 方法（非私有方法）操作 __y 变量。
@property
Python 允许用户直接访问实例变量，而不需要类似于 Java 或其他面向对象语言中的 getter 或 setter 机制。Python 可以使用 property 机制完成类似的需求。
class Temperature:
def __init__(self):
self._temp_fahr = 0
@property
def temp(self):
return (self._temp_fahr - 32) * 5 / 9
@temp.setter
def temp(self, new_temp):
self._temp_fahr = new_temp * 9 / 5 + 32
t = Temperature()
print(t._temp_fahr) # => 0
print(t.temp) # => -17.77777777777778
t.temp = 34
print(t._temp_fahr) # => 93.2
print(t.temp) # => 34.0
PS：和 Java 等语言的使用习惯不同，Python 的 Property 应该只用在访问属性时需要对其进行额外处理的情况下。并不是所有对属性的访问都需要由 getter 或 setter 处理。
参考资料
The Quick Python Book 3rd Edition
Python 实例方法、类方法、静态方法的区别与作用
