核心篇 · Core lv.2 核心 kp-017

面向对象基础（class）

前置知识：kp-010、kp-015

1. 一句话定义

Python 的类是动态的命名空间：class 语句创建类对象，__init__ 初始化实例，方法只是"绑定到实例的普通函数"，属性方法都存在字典里、随时可改。

2. 为什么重要

Python 中一切皆对象——连类本身也是对象（type 的实例）。理解"类是对象、方法是函数"这个朴素事实，能消除 OOP 的大部分神秘感，也是读懂框架源码的前提。

3. 前置知识

kp-010（dict——对象属性就是它）、kp-015（异常）。

4. 核心概念

python

class Book:
    shelf = "A-1"                      # 类属性：所有实例共享

    def __init__(self, title, price):
        self.title = title             # 实例属性：每个实例一份
        self.price = price

    def describe(self):                # 实例方法：自动接收 self
        return f"《{self.title}》 ¥{self.price}"

    @classmethod
    def from_json(cls, data):          # 类方法：接收 cls，常做替代构造器
        return cls(data["title"], data["price"])

    @staticmethod
    def is_valid_price(p):             # 静态方法：不接 self/cls 的工具函数
        return p >= 0

三种方法：实例方法（self）、类方法（cls）、静态方法（无隐式参数）。
属性即 dict：b.__dict__ 存实例属性；Book.__dict__ 存类成员。
约定而非强制：_x 内部约定、__x 名字改写（name mangling），没有真正的 private。

5. 原理与机制

属性查找顺序：b.title → 先查 b.__dict__ → 再查 Book.__dict__ → 沿 MRO 上溯（kp-018）；找不到 → __getattr__（若定义，kp-027）。

方法绑定：b.describe() 本质是 Book.describe(b)——函数通过描述符协议（kp-027）在访问时自动绑定第一个参数。理解这一点，self 不再是咒语。

6. 关键事实（模型/图示）

text

Book() 调用：
  __call__（type 级）──► __new__(Book) 创建实例 ──► __init__(实例) 填充
属性读：实例 __dict__ → 类 __dict__（沿 MRO）→ __getattr__
属性写：直接进实例 __dict__（可变对象天生开放）

7. 直观类比

类是图纸，实例是按图纸造出的产品；类属性是图纸上印的统一规格（所有产品一样），实例属性是每台机器出厂时填的序列号（各不相同）。Python 的特殊在于：图纸和产品都是实物（对象），你可以当场在图纸上加一行规格、在产品上贴一张新标签。

8. 实例与案例

python

# 类属性共享陷阱（kp-007 可变默认值的翻版）
class Team:
    members = []                 # ✗ 所有 Team 实例共享同一个列表！

t1, t2 = Team(), Team()
t1.members.append("a")           # t2.members 也多了 "a"

修复：在 __init__ 里 self.members = []。

9. 常见误区

把可变对象设为类属性 —— 上例；需要每实例独立的进 __init__。
以为 __x 是 private —— 只是名字改写为 _ClassName__x，外部仍可访问；这是"防止子类意外覆盖"的设施，不是访问控制。
方法里忘写 self 或调用时传 self —— 定义带 self、调用不传；b.describe() 不要写成 b.describe(b)。
什么都塞进类 —— Python 支持"一个模块 + 一堆函数"的扁平风格；没有状态就别硬造类（YAGNI）。

10. 自测题

Book.from_json 为什么要用 @classmethod 而不是普通方法？
b = Book("x", 1)，b.describe() 的等价调用形式？
类属性与实例属性查找顺序？

参考答案

类方法接收 cls，子类调用时自动传子类，替代构造器能正确返回子类实例。
Book.describe(b)。
先实例 __dict__，再类（沿 MRO）；都未命中则触发 __getattr__。

11. 与其他知识点的关系

kp-018 继承与 MRO：组合与多继承。
kp-019 魔术方法：让自定义类接入语言协议。
kp-020 dataclass：消除样板代码。

12. 延伸阅读

Python 官方教程 §9 Classes