Classes and objects

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基本定义与 Self

Python 中一切皆对象。定义类使用 class 关键字。

构造函数: __init__(self, ...)。在实例化对象时自动调用，用于初始化属性。
self: 代表实例对象本身（类似于 Java/C++ 的 this）。
成员函数: 定义在类内部，第一个参数必须是 self。

Warning — 忘记写 self 的后果

如果在类内部定义函数时忘记加 self：

class A:
    def func():  # 错误！没有 self
        print("Hi")
a = A()
a.func() # 报错！TypeError
# 原因: a.func() 等价于 A.func(a)，但定义中不接受参数

类变量 vs 实例变量

实例变量 (Instance Variable): 绑定在 self 上（如 self.x），每个对象独有。
类变量 (Class Variable): 定义在类体中（函数之外），所有实例共享。

class Dog:
    kind = 'Canine'      # 类变量 (共享)
    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 实例变量 (独有)

d1 = Dog('A');
d2 = Dog('B')
d1.kind = 'Wolf'          # 注意！这不会修改类变量，而是创建了一个新的实例变量 d1.kind
print(d1.kind)            # Wolf
print(d2.kind)            # Canine (依然共享类的原值)
print(Dog.kind)           # Canine

方法类型：@classmethod

实例方法: def f(self): ...
类方法: 使用 @classmethod 装饰器。第一个参数约定为 cls (代表类本身，而非实例)。常用于实现工厂模式。

魔术方法 (Magic Methods)

Python 通过双下划线方法实现运算符重载和特定行为。

1. 字符串表示

__str__(self): 用户友好的字符串。被 print() 和 str() 调用。
__repr__(self): 开发者视角的字符串（通常用于调试）。被交互式命令行直接回显调用。
原则: 如果只定义了 __repr__，__str__ 也会默认调用它。

2. 比较运算

__eq__ (==), __ne__ (!=)
__lt__ (<), __le__ (<=), __gt__ (>), __ge__ (>=)

3. 算术运算 (重点)

__add__(self, other): 实现 self + other。
__radd__(self, other): 实现 other + self (右加)。 触发机制: 当左操作数不支持 __add__ 时，Python 会尝试调用右操作数的 __radd__。
__iadd__(self, other): 实现 self += other (就地修改)。

4. 容器模拟

__getitem__(self, key): 实现 obj[key] 读取。
__setitem__(self, key, value): 实现 obj[key] = value 写入。

继承 (Inheritance)

语法: class Child(Parent): ...
super(): 用于调用父类的方法，特别是构造函数。

class Parent:
    def __init__(self):
        self.x = 1

class Child(Parent):
    def __init__(self):
        super().__init__() # 必须显式调用，否则父类属性不会初始化
        self.y = 2