編寫類時，定義一大類對象都有的通用行爲，基於類創建對象時，每個對象都自動具備這種通用行爲，然後可根據需要賦予每個對象獨特的個性。

根據類來創建對象被稱爲實例化。

一、創建和使用類

e.g 創建Dog類。根據Dog類創建的每個實例都將存儲名字和年齡，賦予每條小狗蹲下（sit()）和打滾（roll_over()）的能力：

class Dog():
    """一次模擬小狗的簡單嘗試"""
    def __init__(self, name, age):
        """初始化屬性name和age"""
        self.name = name
        self.age = age

    def sit(self):
        """模擬小狗命令時蹲下"""
        print(self.name.title() + " is now sitting.")

    def roll_over(self):
        """模擬小狗被命令時打滾"""
        print(self.name.title() + " rolled over!")

類的名稱需要首字母大寫。

1. 方法__init__()

類中的函數稱爲方法，有關函數的一切都適用於方法，唯一的差別在於調用方法的方式。

每次根據Dog類創建新實例時，Python都會自動運行方法__init__()。

形參self必不可少，且必須位於其他形參的前面；Python調用方法__init__()來創建Dog實例時，將自動傳入實參self，每個與類相關聯的方法調用都自動傳遞實參self，它是一個指向實例本身的引用，讓實例能夠訪問類中的屬性和方法。e.g 創建Dog實例時，Python將調用Dog類的方法__init__()，我們只需提供最後兩個形參(name、age),self會自動傳遞。

2. self.name

以self爲前綴的變量可供類中的所有方法使用，也可以通過類的任何實例來訪問這些變量。self.name = name獲取存儲在形參name中的值，並將其存儲到變量name中，然後該變量被關聯到當前創建的實例。像這樣，通過實例訪問的變量稱爲屬性。

二、根據類創建實例

class Dog():
    ---snip---

my_dog = Dog('while',6)
print("My dog's name is " + my_dog.name.title() +".")
print("My dog is " + str(my_dog.age) +" years old.")

方法__init__()創建一個表示特定小狗的實例，並使用我們提供的值來設置屬性name和age。
方法__init__()並未顯式地包含return語句，但python自動返回一個表示這條小狗的實例，並將該實例存儲在變量my_dog中
通常認爲首字母大寫的名稱（e.g Dog)爲類，而小寫的名稱（e.g my_dog）爲根據類創建的實例。

2.1 訪問屬性

句點表示法。

my_dog.name
my_dog.age

2.2 調用方法

根據Dog類創建實例後，可以使用句點表示法來調用Dog類中定義的任何方法。

my_dog.sit()
my_dog.roll_over()

2.3 創建多個實例

可根據需求創建任意數量的實例，前提是將每個實例都存儲在不同的變量中，或佔用列表或字典的不同位置。

三、使用類和實例

修改實例的屬性，可以直接修改也可以編寫方法以特定的方式修改。

3.1 Car類

class Car():
    def __init__(self, make, model, year):
        """初始化描述汽車的屬性"""
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整潔的描述性信息"""
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

my_new_car = Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

3.2 給屬性指定默認值

類中的每個屬性都必須有初始值，哪怕這個值是0或空字符串。在有些情況下，如設置默認值時，在方法__init__()內指定這種初始值時是可行的，如果對某個屬性這樣做了，就無需包含爲它提供初始值的形參。

e.g 添加一個名爲odometer_reading的屬性，其初始值總是0，同時添加一個read_odometer()的方法，用於讀取汽車的里程錶。

class Car():
    def __init__(self, make, model, year):
        """初始化描述汽車的屬性"""
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整潔的描述性信息"""
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

    def read_odometer(self):
        """打印汽車的里程"""
        print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")

my_new_car = Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())
my_new_car.read_odometer()

屬性odometer_reading被賦予的初始值，沒有包含在__init__()方法的形參中。

3.3 修改屬性的值

3.3.1 直接修改屬性的值

通過實例直接訪問。

class Car():
    ---snip---

my_new_car = Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

# 直接使用句點表示法訪問並設置汽車的屬性odometer_reading,並將其設置爲23
my_new_car.odometer_reading = 23
my_new_car.read_odometer()

3.3.2 通過方法修改屬性的值

無需直接訪問屬性，可將值傳遞給一個方法，由它在內部進行更新。

class Car():
    ---snip---

    def update_odometer(self,mileage):
        self.odometer_reading = mileage

my_new_car = Car('audi','a4',2016)
print(my_new_car.get_descriptive_name())

my_new_car.update_olometer(23)
my_new_car.read_odometer()

對方法update_odometer()進行擴展，禁止將里程錶讀數往回調。

def update_odometer(self, mileage):
    """
    將里程錶讀數設置爲指定的值
    禁止將里程錶讀數往回調
    """
    if mileage >= self.odometer_reading:
        self.odometer_reading = mileage
    else:
        print("You can't roll back an odometer!")

3.3.3 通過方法對屬性的值進行遞增

e.g 將屬性值遞增特定的量，而不是將其設置爲全新的值。

假如我們購買了一輛二手車，且從購買到登記期間增加了100英里的里程。

class Car():
    ---snip---

    def update_odometer(self, mileage):
        ---snip---
    
    def increment_odometer(self,miles):
        """將里程錶讀數增加指定的量"""
        if miles >= 0:
            self.odometer_reading += miles
        else:
            print("You can't increase the minus odometer!"


my_used_car = Car('subaru','outback',2013)
print(my_used_car.get_descriptive_name())

my_used_car.update_odometer(23500)
my_used_car.read_odometer()

my_used_car.increment_odometer(100)
my_used_car.read_odometer()

四、繼承

如果要編寫的類是另一個現成類的特殊版本，可以使用繼承；
一個類繼承另一個類，它將自動獲得另一個類的所有屬性和方法；
原有的類稱爲父類，新類稱爲子類，子類繼承了父類的所有屬性和方法，同時還可以定義自己的屬性和方法

4.1 子類的方法 init()

e.g 模擬電動汽車。創建一個簡單的ElecticCar類版本，具備Car類的所有功能。

class Car():
    def __init__(self, make, model, year):
        """初始化描述汽車的屬性"""
        self.make = make
        self.model = model
        self.year = year
        self.odometer_reading = 0

    def get_descriptive_name(self):
        """返回整潔的描述性信息"""
        long_name = str(self.year) + ' ' + self.make + ' ' + self.model
        return long_name.title()

    def read_odometer(self):
        """打印汽車的里程"""
        print("This car has " + str(self.odometer_reading) + " miles on it.")

    def update_odometer(self, mileage):
        """
        將里程錶讀數設置爲指定的值
        禁止將里程錶讀數往回調
        """
        if mileage >= self.odometer_reading:
            self.odometer_reading = mileage
        else:
            print("You can't roll back an odometer!")

    def increment_odometer(self, miles):
        """將里程錶讀數增加指定的量"""
        self.odometer_reading += miles


class ElectricCar(Car):
    """電動汽車的獨特之處"""
    def __init__(self, make, model, year):
        """ 初始化父類的屬性"""
        super().__init__(make,model,year)

my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())

創建子類時，父類必須包含在當前文件中，且位於子類的前面；
定義子類時，必須在括號內指定父類的名稱 class ElectricCar(Car)；
super()是一個特殊的函數，幫助Python將父類和子類關聯起來，super().__init__(make, model, year）調用父類的方法__init__(),讓ElectricCar實例包含父類的所有屬性，父類也稱爲超類（super因此得名）。

4.2 Python 2.7中的繼承

class Car(object):
    def __init__(self, make, model, year):
        ---snip---

class ElectricCar(Car):
    def __init__(self, make, model, year):
        super(ElectricCar,self).__init__(make, model, year)
        ---snip---

super()需要兩個實參：子類名和對象self
在Python2.7中使用繼承時，務必在定義父類時在括號內指定object

4.3 給子類定義屬性和方法

讓一個類繼承另一個類後，可添加區分子類和父類所需的新屬性和方法

e.g 添加電動汽車的特有屬性（電瓶），以及一個描述該屬性的方法；存儲電瓶容量並編寫一個打印電瓶描述的方法。

class Car():
    ---snip---

class ElectricCar(Car):
    
    def __init__(self, make, model, year):
        """
        電動汽車的獨特之處
        初始化父類的屬性，再初始化電動汽車特有的屬性
        """
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery_size = 70

    def describe_battery(self):
        """打印一條描述電瓶容量的消息"""
        print("This car has a " + str(self.battery_size) + "-kWh battery.")

my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.describe_battery()

4.4 重寫父類的方法

對於父類的方法，只要它不符合子類模擬的實例的行爲，都可對其進行重寫；
重寫，即子類中的方法與父類中的方法同名，這樣Python不會考慮父類中的這個方法，而只關注子類中定義的方法。

4.5 將實例用作屬性

可以將類的一部分作爲一個獨立的類提取出來，即將一個大型類拆分成多個協同工作的小類。

e.g 將針對汽車電瓶的屬性和方法，放到另一個類Battery()中，並將Battery實例用作ElectricCar類的一個屬性。

class Car():
    ---snip---

class Battery():
    """模擬電動汽車的電瓶"""
    def __init__(self, battery_size=70):
        self.battery_size = battery

    def describe_battery():
        print("This car has a " + str(battery_size) +"-kWh battery.")

class ElectricCar():
    
    def __init__(self, make, model, year):
        super().__init__(make, model, year)
        self.battery = Battery(80)

my_tesla = ElectricCar('Tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()

e.g 再給Battery類添加一個方法，根據其電瓶容量報告汽車的續航里程。

class Car():
    --snip--

class Battery():
    --snip--
    
    def get_range(self):
        """打印一條消息，指出電瓶的續航里程"""
        if self.battery_size == 70:
            range = 240
        elif self.battery_size ==85:
            range = 270

        message = "This car can go approximately " + str(range)
        message +=" miles on a full charge."
        print(message)

class ElectricCar(Car):
    --snip--

my_tesla = ElectricCar('Tesla','model s',2016)
print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
my_tesla.battery.get_range()

五、導入類

5.1 導入單個類

可以將類Car 放在一個單獨的文件car.py中，然後使用語句：

from car import Car

導入類Car。

5.2 在一個模塊中存儲多個類

import 後加不同的類名，導入不同的類。

from car import Car
from car import ElectricCar
from car import Battery

from car import ElectricCar

my_tesla = ElectricCar('tesla','model s',2016)

print(my_tesla.get_descriptive_name())
my_tesla.battery.describe_battery()
my_tesla.battery.get_range()

5.3 從一個模塊中導入多個類

可根據需要在程序文件中導入任意數量的類，使用逗號,分隔各個類。

from car import Car,ElectricCar

5.4 導入整個模塊

使用句點表示法訪問需要的類。

import car

my_car = car.Car('audi','a4',2016)

5.5 導入模塊中的所有類

要導入模塊中的每個類，使用*

from module_name import *

不建議使用這種方法，容易引發名稱錯誤
需要從一個模塊導入很多類時，最好導入整個模塊，然後使用句點法來訪問類module_name.class_name

5.6 在一個模塊中導入另一個模塊

有時，需要將類分散到多個模塊中，以免模塊太大，或在同一個模塊中存儲不相關的類；
將類存儲在多個模塊中時，一個模塊中的類kennel依賴於另一個模塊中的類，在這種情況下就有必要在前一個模塊中導入必要的類

e.g 將Car類存儲在car.py模塊中，將ElectricCar和Battery類存儲在另一個模塊electric_car.py中。

from car import Car

class Battery():
    --snip--


class ElectricCar(Car):
    --snip--

六、Python標準庫

模塊collection中的一個類OrderedDict，創建的字典與普通字典的區別是可以記錄鍵-值對的添加順序
模塊random包含以各種方式生成隨機數的函數，其中randint()返回位於指定範圍內的整數。

e.g 創建一個Die類，它包含一個名爲sides的屬性，該屬性的默認值爲6，編寫一個名爲roll_die()的方法，它位於1和骰子面數之間的一個隨機數，創建一個6面的骰子，擲10次。創建一個10面和一個20面的骰子，並將他們都擲10次。

from random import randint

class Die():

    def __init__(self, sides=6):
        self.sides = sides

    def roll_die(self):
        print(str(randint(1,self.sides)))


my_die_6 = Die()
print("\n Roll Die-6:")
for i in range(0,10):
    my_die_6.roll_die()

my_die_10 = Die(10)
print("\nRoll Die-10:")
for i in range(0,10):
    my_die_10.roll_die()

my_die_20 =Die(20)
print('\nRoll Die-20:')
for i in range(0,10):
    my_die_20.roll_die()

七、類編碼風格

類名採用駝峯命名法，每個單詞的首字母大寫，單詞之間不使用下劃線；實例名和模塊名採用小寫格式，單詞之間使用下劃線；
類定義後包含文檔字符串簡要描述類的功能；
在類中，使用一個空行分隔方法；在模塊中，使用兩個空行分隔類；
需要同時導入標準庫中的模塊和自己編寫的模塊時，先編寫導入標準庫模塊的import語句，添加一個空行，再編寫導入自己編寫的模塊的import語句。

Python練習：從入門到實踐——類（class）