面向對象最重要的概念就是類（Class）和實例（Instance），必須牢記類是抽象的模板，比如Student類，而實例是根據類創建出來的一個個具體的“對象”，每個對象都擁有相同的方法，但各自的數據可能不同。
仍以Student類爲例，在Python中，定義類是通過class關鍵字：
class Student(object):
pass
class後面緊接着是類名，即Student，類名通常是大寫開頭的單詞，緊接着是(object)，表示該類是從哪個類繼承下來的，繼承的概念我們後面再講，通常，如果沒有合適的繼承類，就使用object類，這是所有類最終都會繼承的類。
定義好了Student類，就可以根據Student類創建出Student的實例，創建實例是通過類名+()實現的：
>>> bart = Student()
>>> bart
<__main__.Student object at 0x10a67a590>
>>> Student
<class '__main__.Student'>
可以看到，變量bart指向的就是一個Student的實例，後面的0x10a67a590是內存地址，每個object的地址都不一樣，而Student本身則是一個類。
可以自由地給一個實例變量綁定屬性，比如，給實例bart綁定一個name屬性：
>>> bart.name = 'Bart Simpson'
>>> bart.name
'Bart Simpson'
由於類可以起到模板的作用，因此，可以在創建實例的時候，把一些我們認爲必須綁定的屬性強制填寫進去。通過定義一個特殊的__init__方法，在創建實例的時候，就把name，score等屬性綁上去：
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
注意到__init__方法的第一個參數永遠是self，表示創建的實例本身，因此，在__init__方法內部，就可以把各種屬性綁定到self，因爲self就指向創建的實例本身。
有了__init__方法，在創建實例的時候，就不能傳入空的參數了，必須傳入與__init__方法匹配的參數，但self不需要傳，Python解釋器自己會把實例變量傳進去：
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.name
'Bart Simpson'
>>> bart.score
59
和普通的函數相比，在類中定義的函數只有一點不同，就是第一個參數永遠是實例變量self，並且，調用時，不用傳遞該參數。除此之外，類的方法和普通函數沒有什麼區別，所以，你仍然可以用默認參數、可變參數、關鍵字參數和命名關鍵字參數。
數據封裝
面向對象編程的一個重要特點就是數據封裝。在上面的Student類中，每個實例就擁有各自的name和score這些數據。我們可以通過函數來訪問這些數據，比如打印一個學生的成績：
>>> def print_score(std):
... print('%s: %s' % (std.name, std.score))
...
>>> print_score(bart)
Bart Simpson: 59
但是，既然Student實例本身就擁有這些數據，要訪問這些數據，就沒有必要從外面的函數去訪問，可以直接在Student類的內部定義訪問數據的函數，這樣，就把“數據”給封裝起來了。這些封裝數據的函數是和Student類本身是關聯起來的，我們稱之爲類的方法：
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.name = name
self.score = score
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.name, self.score))
要定義一個方法，除了第一個參數是self外，其他和普通函數一樣。要調用一個方法，只需要在實例變量上直接調用，除了self不用傳遞，其他參數正常傳入：
>>> bart.print_score()
Bart Simpson: 59
這樣一來，我們從外部看Student類，就只需要知道，創建實例需要給出name和score，而如何打印，都是在Student類的內部定義的，這些數據和邏輯被“封裝”起來了，調用很容易，但卻不用知道內部實現的細節。
封裝的另一個好處是可以給Student類增加新的方法，比如get_grade：
class Student(object):
...
def get_grade(self):
if self.score >= 90:
return 'A'
elif self.score >= 60:
return 'B'
else:
return 'C'
同樣的，get_grade方法可以直接在實例變量上調用，不需要知道內部實現細節：
# -*- coding: utf-8 -*-
lisa = Student('Lisa', 99)
bart = Student('Bart', 59)
print(lisa.name, lisa.get_grade())
print(bart.name, bart.get_grade())在Class內部，可以有屬性和方法，而外部代碼可以通過直接調用實例變量的方法來操作數據，這樣，就隱藏了內部的複雜邏輯。
但是，從前面Student類的定義來看，外部代碼還是可以自由地修改一個實例的name、score屬性：
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.score
59
>>> bart.score = 99
>>> bart.score
99
如果要讓內部屬性不被外部訪問，可以把屬性的名稱前加上兩個下劃線__，在Python中，實例的變量名如果以__開頭，就變成了一個私有變量（private），只有內部可以訪問，外部不能訪問，所以，我們把Student類改一改：
class Student(object):
def __init__(self, name, score):
self.__name = name
self.__score = score
def print_score(self):
print('%s: %s' % (self.__name, self.__score))
改完後，對於外部代碼來說，沒什麼變動，但是已經無法從外部訪問實例變量.__name和實例變量.__score了：
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.__name
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute '__name'
這樣就確保了外部代碼不能隨意修改對象內部的狀態，這樣通過訪問限制的保護，代碼更加健壯。
但是如果外部代碼要獲取name和score怎麼辦？可以給Student類增加get_name和get_score這樣的方法：
class Student(object):
...
def get_name(self):
return self.__name
def get_score(self):
return self.__score
如果又要允許外部代碼修改score怎麼辦？可以再給Student類增加set_score方法：
class Student(object):
...
def set_score(self, score):
self.__score = score
你也許會問，原先那種直接通過bart.score = 99也可以修改啊，爲什麼要定義一個方法大費周折？因爲在方法中，可以對參數做檢查，避免傳入無效的參數：
class Student(object):
...
def set_score(self, score):
if 0 <= score <= 100:
self.__score = score
else:
raise ValueError('bad score')
需要注意的是，在Python中，變量名類似__xxx__的，也就是以雙下劃線開頭，並且以雙下劃線結尾的，是特殊變量，特殊變量是可以直接訪問的，不是private變量，所以，不能用__name__、__score__這樣的變量名。
有些時候，你會看到以一個下劃線開頭的實例變量名，比如_name，這樣的實例變量外部是可以訪問的，但是，按照約定俗成的規定，當你看到這樣的變量時，意思就是，“雖然我可以被訪問，但是，請把我視爲私有變量，不要隨意訪問”。
雙下劃線開頭的實例變量是不是一定不能從外部訪問呢？其實也不是。不能直接訪問__name是因爲Python解釋器對外把__name變量改成了_Student__name，所以，仍然可以通過_Student__name來訪問__name變量：
>>> bart._Student__name
'Bart Simpson'
但是強烈建議你不要這麼幹，因爲不同版本的Python解釋器可能會把__name改成不同的變量名。
總的來說就是，Python本身沒有任何機制阻止你幹壞事，一切全靠自覺。
最後注意下面的這種錯誤寫法：
>>> bart = Student('Bart Simpson', 59)
>>> bart.get_name()
'Bart Simpson'
>>> bart.__name = 'New Name' # 設置__name變量！
>>> bart.__name
'New Name'
表面上看，外部代碼“成功”地設置了__name變量，但實際上這個__name變量和class內部的__name變量不是一個變量！內部的__name變量已經被Python解釋器自動改成了_Student__name，而外部代碼給bart新增了一個__name變量。不信試試：
>>> bart.get_name() # get_name()內部返回self.__name
'Bart Simpson'在OOP程序設計中，當我們定義一個class的時候，可以從某個現有的class繼承，新的class稱爲子類（Subclass），而被繼承的class稱爲基類、父類或超類（Base class、Super class）。
比如，我們已經編寫了一個名爲Animal的class，有一個run()方法可以直接打印：
class Animal(object):
def run(self):
print('Animal is running...')
當我們需要編寫Dog和Cat類時，就可以直接從Animal類繼承：
class Dog(Animal):
pass
class Cat(Animal):
pass
對於Dog來說，Animal就是它的父類，對於Animal來說，Dog就是它的子類。Cat和Dog類似。
繼承有什麼好處？最大的好處是子類獲得了父類的全部功能。由於Animial實現了run()方法，因此，Dog和Cat作爲它的子類，什麼事也沒幹，就自動擁有了run()方法：
dog = Dog()
dog.run()
cat = Cat()
cat.run()
運行結果如下：
Animal is running...
Animal is running...
當然，也可以對子類增加一些方法，比如Dog類：
class Dog(Animal):
def run(self):
print('Dog is running...')
def eat(self):
print('Eating meat...')
繼承的第二個好處需要我們對代碼做一點改進。你看到了，無論是Dog還是Cat，它們run()的時候，顯示的都是Animal is running...，符合邏輯的做法是分別顯示Dog is running...和Cat is running...，因此，對Dog和Cat類改進如下：
class Dog(Animal):
def run(self):
print('Dog is running...')
class Cat(Animal):
def run(self):
print('Cat is running...')
再次運行，結果如下：
Dog is running...
Cat is running...
當子類和父類都存在相同的run()方法時，我們說，子類的run()覆蓋了父類的run()，在代碼運行的時候，總是會調用子類的run()。這樣，我們就獲得了繼承的另一個好處：多態。
要理解什麼是多態，我們首先要對數據類型再作一點說明。當我們定義一個class的時候，我們實際上就定義了一種數據類型。我們定義的數據類型和Python自帶的數據類型，比如str、list、dict沒什麼兩樣：
a = list() # a是list類型
b = Animal() # b是Animal類型
c = Dog() # c是Dog類型
判斷一個變量是否是某個類型可以用isinstance()判斷：
>>> isinstance(a, list)
True
>>> isinstance(b, Animal)
True
>>> isinstance(c, Dog)
True
看來a、b、c確實對應着list、Animal、Dog這3種類型。
但是等等，試試：
>>> isinstance(c, Animal)
True
看來c不僅僅是Dog，c還是Animal！
不過仔細想想，這是有道理的，因爲Dog是從Animal繼承下來的，當我們創建了一個Dog的實例c時，我們認爲c的數據類型是Dog沒錯，但c同時也是Animal也沒錯，Dog本來就是Animal的一種！
所以，在繼承關係中，如果一個實例的數據類型是某個子類，那它的數據類型也可以被看做是父類。但是，反過來就不行：
>>> b = Animal()
>>> isinstance(b, Dog)
False
Dog可以看成Animal，但Animal不可以看成Dog。
要理解多態的好處，我們還需要再編寫一個函數，這個函數接受一個Animal類型的變量：
def run_twice(animal):
animal.run()
animal.run()
當我們傳入Animal的實例時，run_twice()就打印出：
>>> run_twice(Animal())
Animal is running...
Animal is running...
當我們傳入Dog的實例時，run_twice()就打印出：
>>> run_twice(Dog())
Dog is running...
Dog is running...
當我們傳入Cat的實例時，run_twice()就打印出：
>>> run_twice(Cat())
Cat is running...
Cat is running...
看上去沒啥意思，但是仔細想想，現在，如果我們再定義一個Tortoise類型，也從Animal派生：
class Tortoise(Animal):
def run(self):
print('Tortoise is running slowly...')
當我們調用run_twice()時，傳入Tortoise的實例：
>>> run_twice(Tortoise())
Tortoise is running slowly...
Tortoise is running slowly...
你會發現，新增一個Animal的子類，不必對run_twice()做任何修改，實際上，任何依賴Animal作爲參數的函數或者方法都可以不加修改地正常運行，原因就在於多態。
多態的好處就是，當我們需要傳入Dog、Cat、Tortoise……時，我們只需要接收Animal類型就可以了，因爲Dog、Cat、Tortoise……都是Animal類型，然後，按照Animal類型進行操作即可。由於Animal類型有run()方法，因此，傳入的任意類型，只要是Animal類或者子類，就會自動調用實際類型的run()方法，這就是多態的意思：
對於一個變量，我們只需要知道它是Animal類型，無需確切地知道它的子類型，就可以放心地調用run()方法，而具體調用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat還是Tortoise對象上，由運行時該對象的確切類型決定，這就是多態真正的威力：調用方只管調用，不管細節，而當我們新增一種Animal的子類時，只要確保run()方法編寫正確，不用管原來的代碼是如何調用的。這就是著名的“開閉”原則：
對擴展開放：允許新增Animal子類；
對修改封閉：不需要修改依賴Animal類型的run_twice()等函數。
繼承還可以一級一級地繼承下來，就好比從爺爺到爸爸、再到兒子這樣的關係。而任何類，最終都可以追溯到根類object，這些繼承關係看上去就像一顆倒着的樹。比如如下的繼承樹：
┌───────────────┐
│ object │
└───────────────┘
│
┌────────────┴────────────┐
│ │
▼ ▼
┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ Animal │ │ Plant │
└─────────────┘ └─────────────┘
│ │
┌─────┴──────┐ ┌─────┴──────┐
│ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ Dog │ │ Cat │ │ Tree │ │ Flower │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
靜態語言 vs 動態語言
對於靜態語言（例如Java）來說，如果需要傳入Animal類型，則傳入的對象必須是Animal類型或者它的子類，否則，將無法調用run()方法。
對於Python這樣的動態語言來說，則不一定需要傳入Animal類型。我們只需要保證傳入的對象有一個run()方法就可以了：
class Timer(object):
def run(self):
print('Start...')
這就是動態語言的“鴨子類型”，它並不要求嚴格的繼承體系，一個對象只要“看起來像鴨子，走起路來像鴨子”，那它就可以被看做是鴨子。
Python的“file-like object“就是一種鴨子類型。對真正的文件對象，它有一個read()方法，返回其內容。但是，許多對象，只要有read()方法，都被視爲“file-like object“。許多函數接收的參數就是“file-like object“，你不一定要傳入真正的文件對象，完全可以傳入任何實現了read()方法的對象。
小結
繼承可以把父類的所有功能都直接拿過來，這樣就不必重零做起，子類只需要新增自己特有的方法，也可以把父類不適合的方法覆蓋重寫。
動態語言的鴨子類型特點決定了繼承不像靜態語言那樣是必須的。