在至今我们编写的所有程序中，我们曾围绕函数设计我们的程序，也就是那些能够处理数据的代码块。这被称作_面向过程（Procedure-oriented）_的编程方式。还有另外一种组织起你的程序的方式，它将数据与功能进行组合，并将其包装在被称作“对象”的东西内。在大多数情况下，你可以使用过程式编程，但是当你需要编写一个大型程序或面对某一更适合此方法的问题时，你可以考虑使用面向对象式的编程技术。
类与对象是面向对象编程的两个主要方面。一个类（Class）能够创建一种新的_类型（Type）_，其中对象（Object）就是类的实例（Instance）。可以这样来类比：你可以拥有类型 int 的变量，也就是说存储整数的变量是 int 类的实例（对象）。
针对静态编程语言程序员的提示
请注意，即使是整数也会被视为对象（
int类的对象）。这不同于 C++ 与 Java（1.5 版之前），在它们那儿整数是原始内置类型。有关类的更多详细信息，请参阅
help(int)。C# 与 Java 1.5 程序员会发现这与_装箱与拆箱（Boxing and Unboxing）_概念颇有相似之处。
对象可以使用_属于_它的普通变量来存储数据。这种从属于对象或类的变量叫作字段（Field）。对象还可以使用_属于_类的函数来实现某些功能，这种函数叫作类的方法（Method）。这两个术语很重要，它有助于我们区分函数与变量，哪些是独立的，哪些又是属于类或对象的。总之，字段与方法通称类的属性（Attribute）。
字段有两种类型——它们属于某一类的各个实例或对象，或是从属于某一类本身。它们被分别称作实例变量（Instance Variables）与类变量（Class Variables）。
通过 class 关键字可以创建一个类。这个类的字段与方法可以在缩进代码块中予以列出。
类方法与普通函数只有一种特定的区别——前者必须多加一个参数在参数列表开头，这个名字必须添加到参数列表的开头，但是你_不用_在你调用这个功能时为这个参数赋值，Python 会为它提供。这种特定的变量引用的是对象_本身_，按照惯例，它被赋予 self 这一名称。
尽管你可以为这一参数赋予任何名称，但是_强烈推荐_你使用 self 这一名称——其它的任何一种名称绝对会引人皱眉。使用一个标准名称能带来诸多好处——任何一位你的程序的读者能够立即认出它，甚至是专门的 IDE（Integrated Development Environments，集成开发环境）也可以为你提供帮助，只要你使用了 self 这一名称。
针对 C++/Java/C# 程序员的提示
Python 中的
self相当于 C++ 中的this指针以及 Java 与 C# 中的this引用。
你一定会在想 Python 是如何给 self 赋值的，以及为什么你不必给它一个值。一个例子或许会让这些疑问得到解答。假设你有一个 MyClass 的类，这个类下有一个实例 myobject。当你调用一个这个对象的方法，如 myobject.method(arg1, arg2) 时，Python 将会自动将其转换成 MyClass.method(myobject, arg1, arg2)——这就是 self 的全部特殊之处所在。
这同时意味着，如果你有一个没有参数的方法，你依旧必须拥有一个参数——self。
最简单的类（Class）可以通过下面的案例来展示（保存为 oop_simplestclass.py）：
class Person:
pass # 一个空的代码块
p = Person()
print(p)输出：
$ python oop_simplestclass.py
<__main__.Person instance at 0x10171f518>它是如何工作的
我们通过使用 class 语句与这个类的名称来创建一个新类。在它之后是一个缩进的语句块，代表这个类的主体。在本案例中，我们创建的是一个空代码块，使用 pass 语句予以标明。
然后，我们通过采用类的名称后跟一对括号的方法，给这个类创建一个对象（或是实例，我们将在后面的章节中了解有关实例的更多内容）。为了验证我们的操作是否成功，我们通过直接将它们打印出来来确认变量的类型。结果告诉我们我们在 Person 类的 __main__ 模块中拥有了一个实例。
要注意到在本例中还会打印出计算机内存中存储你的对象的地址。案例中给出的地址会与你在你的电脑上所能看见的地址不相同，因为 Python 会在它找到的任何空间来存储对象。
我们已经在前面讨论过类与对象一如函数那般都可以带有方法（Method），唯一的不同在于我们还拥有一个额外的 self 变量。现在让我们来看看下面的例子（保存为 oop_method.py）。
class Person:
def say_hi(self):
print('Hello, how are you?')
p = Person()
p.say_hi()
# 前面两行同样可以写作
# Person().say_hi()输出：
$ python oop_method.py
Hello, how are you?
它是如何工作的
这里我们就能看见 self 是如何行动的了。要注意到 say_hi 这一方法不需要参数，但是依旧在函数定义中拥有 self 变量。
在 Python 的类中，有不少方法的名称具有着特殊的意义。现在我们要了解的就是 __init__ 方法的意义。
__init__ 方法会在类的对象被实例化（Instantiated）时立即运行。这一方法可以对任何你想进行操作的目标对象进行*初始化（Initialization）*操作。这里你要注意在 init 前后加上的双下划线。
案例（保存为 oop_init.py）：
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name
def say_hi(self):
print('Hello, my name is', self.name)
p = Person('Swaroop')
p.say_hi()
# 前面两行同时也能写作
# Person('Swaroop').say_hi()输出：
$ python oop_init.py
Hello, my name is Swaroop
它是如何工作的
在本例中，我们定义一个接受 name 参数（当然还有 self 参数）的 __init__ 方法。在这里，我们创建了一个字段，同样称为 name。要注意到尽管它们的名字都是“name”，但这是两个不相同的变量。虽说如此，但这并不会造成任何问题，因为 self.name 中的点号意味着这个叫作“name”的东西是某个叫作“self”的对象的一部分，而另一个 name 则是一个局部变量。由于我们已经如上这般明确指出了我们所指的是哪一个名字，所以它不会引发混乱。
当我们在 Person 类下创建新的实例 p 时，我们采用的方法是先写下类的名称，后跟括在括号中的参数，形如：p = Person('Swaroop')。
我们不会显式地调用 __init__ 方法。 这正是这个方法的特殊之处所在。
现在，我们可以使用我们方法中的 self.name 字段了，使用的方法在 say_hi 方法中已经作过说明。
我们已经讨论过了类与对象的功能部分（即方法），现在让我们来学习它们的数据部分。数据部分——也就是字段——只不过是_绑定（Bound）到类与对象的**命名空间（Namespace）**的普通变量。这就代表着这些名称仅在这些类与对象所存在的上下文中有效。这就是它们被称作“命名空间”_的原因。
_字段（Field）_有两种类型——类变量与对象变量，它们根据究竟是类还是对象_拥有_这些变量来进行分类。
**类变量（Class Variable）**是共享的（Shared）——它们可以被属于该类的所有实例访问。该类变量只拥有一个副本，当任何一个对象对类变量作出改变时，发生的变动将在其它所有实例中都会得到体现。
**对象变量（Object variable）**由类的每一个独立的对象或实例所拥有。在这种情况下，每个对象都拥有属于它自己的字段的副本，也就是说，它们不会被共享，也不会以任何方式与其它不同实例中的相同名称的字段产生关联。下面一个例子可以帮助你理解（保存为 oop_objvar.py）：
# coding=UTF-8
class Robot:
"""表示有一个带有名字的机器人。"""
# 一个类变量，用来计数机器人的数量
population = 0
def __init__(self, name):
"""初始化数据"""
self.name = name
print("(Initializing {})".format(self.name))
# 当有人被创建时，机器人
# 将会增加人口数量
Robot.population += 1
def die(self):
"""我挂了。"""
print("{} is being destroyed!".format(self.name))
Robot.population -= 1
if Robot.population == 0:
print("{} was the last one.".format(self.name))
else:
print("There are still {:d} robots working.".format(
Robot.population))
def say_hi(self):
"""来自机器人的诚挚问候
没问题，你做得到。"""
print("Greetings, my masters call me {}.".format(self.name))
@classmethod
def how_many(cls):
"""打印出当前的人口数量"""
print("We have {:d} robots.".format(cls.population))
droid1 = Robot("R2-D2")
droid1.say_hi()
Robot.how_many()
droid2 = Robot("C-3PO")
droid2.say_hi()
Robot.how_many()
print("\nRobots can do some work here.\n")
print("Robots have finished their work. So let's destroy them.")
droid1.die()
droid2.die()
Robot.how_many()输出：
$ python oop_objvar.py
(Initializing R2-D2)
Greetings, my masters call me R2-D2.
We have 1 robots.
(Initializing C-3PO)
Greetings, my masters call me C-3PO.
We have 2 robots.
Robots can do some work here.
Robots have finished their work. So let's destroy them.
R2-D2 is being destroyed!
There are still 1 robots working.
C-3PO is being destroyed!
C-3PO was the last one.
We have 0 robots.它是如何工作的
这是一个比较长的案例，但是它有助于展现类与对象变量的本质。在本例中，population 属于 Robot 类，因此它是一个类变量。name 变量属于一个对象（通过使用 self 分配），因此它是一个对象变量。
因此，我们通过 Robot.population 而非 self.population 引用 population 类变量。我们对于 name 对象变量采用 self.name 标记法加以称呼，这是这个对象中所具有的方法。要记住这个类变量与对象变量之间的简单区别。同时你还要注意当一个对象变量与一个类变量名称相同时，类变量将会被隐藏。
除了 Robot.popluation，我们还可以使用 self.__class__.population，因为每个对象都通过 self.__class__ 属性来引用它的类。
how_many 实际上是一个属于类而非属于对象的方法。这就意味着我们可以将它定义为一个 classmethod（类方法） 或是一个 staticmethod（静态方法），这取决于我们是否需要知道这一方法属于哪个类。由于我们已经引用了一个类变量，因此我们使用 classmethod（类方法）。
我们使用装饰器（Decorator）将 how_many 方法标记为类方法。
你可以将装饰器想象为调用一个包装器（Wrapper）函数的快捷方式，因此启用 @classmethod 装饰器等价于调用：
how_many = classmethod(how_many)你会观察到 __init__ 方法会使用一个名字以初始化 Robot 实例。在这一方法中，我们将 population 按 1 往上增长，因为我们多增加了一台机器人。你还会观察到 self.name 的值是指定给每个对象的，这体现了对象变量的本质。
你需要记住你_只能_使用 self 来引用同一对象的变量与方法。这被称作_属性引用（Attribute Reference）_。
在本程序中，我们还会看见针对类和方法的 文档字符串（DocStrings） 的使用方式。我们可以在运行时通过 Robot.__doc__ 访问类的 文档字符串，对于方法的文档字符串，则可以使用 Robot.say_hi.__doc__。
在 die 方法中，我们简单地将 Robot.population 的计数按 1 向下减少。
所有的类成员都是公开的。但有一个例外：如果你使用数据成员并在其名字中_使用双下划线作为前缀_，形成诸如 __privatevar 这样的形式，Python 会使用名称调整（Name-mangling）来使其有效地成为一个私有变量。
因此，你需要遵循这样的约定：任何在类或对象之中使用的变量其命名应以下划线开头，其它所有非此格式的名称都将是公开的，并可以为其它任何类或对象所使用。请记得这只是一个约定，Python 并不强制如此（除了双下划线前缀这点）。
针对 C++/Java/C# 程序员的提示
所有类成员（包括数据成员）都是_公开的_，并且 Python 中所有的方法都是_虚拟的（Virtual）_。
面向对象编程的一大优点是对代码的重用（Reuse），重用的一种实现方法就是通过**继承（Inheritance）机制。继承最好是想象成在类之间实现类型与子类型（Type and Subtype）**关系的工具。
现在假设你希望编写一款程序来追踪一所大学里的老师和学生。有一些特征是他们都具有的，例如姓名、年龄和地址。另外一些特征是他们独有的，一如教师的薪水、课程与假期，学生的成绩和学费。
你可以为每一种类型创建两个独立的类，并对它们进行处理。但增添一条共有特征就意味着将其添加进两个独立的类。这很快就会使程序变得笨重。
一个更好的方法是创建一个公共类叫作 SchoolMember，然后让教师和学生从这个类中_继承（Inherit）_，也就是说他们将成为这一类型（类）的子类型，而我们就可以向这些子类型中添加某些该类独有的特征。
这种方法有诸多优点。如果我们增加或修改了 SchoolMember 的任何功能，它将自动反映在子类型中。举个例子，你可以通过简单地向 SchoolMember 类进行操作，来为所有老师与学生添加一条新的 ID 卡字段。不过，对某一子类型作出的改动并不会影响到其它子类型。另一大优点是你可以将某一老师或学生对象看作 SchoolMember 的对象并加以引用，这在某些情况下会大为有用，例如清点学校中的成员数量。这被称作多态性（Polymorphism），在任何情况下，如果父类型希望，子类型都可以被替换，也就是说，该对象可以被看作父类的实例。
同时还需要注意的是我们重用父类的代码，但我们不需要再在其它类中重复它们，当我们使用独立类型时才会必要地重复这些代码。
在上文设想的情况中，SchoolMember 类会被称作基类（Base Class）或是超类（Superclass）。Teacher 和 Student 类会被称作派生类（Derived Classes）或是子类（Subclass）。
我们将通过下面的程序作为案例来进行了解（保存为 oop_subclass.py）：
# coding=UTF-8
class SchoolMember:
'''代表任何学校里的成员。'''
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
print('(Initialized SchoolMember: {})'.format(self.name))
def tell(self):
'''告诉我有关我的细节。'''
print('Name:"{}" Age:"{}"'.format(self.name, self.age), end=" ")
class Teacher(SchoolMember):
'''代表一位老师。'''
def __init__(self, name, age, salary):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.salary = salary
print('(Initialized Teacher: {})'.format(self.name))
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('Salary: "{:d}"'.format(self.salary))
class Student(SchoolMember):
'''代表一位学生。'''
def __init__(self, name, age, marks):
SchoolMember.__init__(self, name, age)
self.marks = marks
print('(Initialized Student: {})'.format(self.name))
def tell(self):
SchoolMember.tell(self)
print('Marks: "{:d}"'.format(self.marks))
t = Teacher('Mrs. Shrividya', 40, 30000)
s = Student('Swaroop', 25, 75)
# 打印一行空白行
print()
members = [t, s]
for member in members:
# 对全体师生工作
member.tell()输出：
$ python oop_subclass.py
(Initialized SchoolMember: Mrs. Shrividya)
(Initialized Teacher: Mrs. Shrividya)
(Initialized SchoolMember: Swaroop)
(Initialized Student: Swaroop)
Name:"Mrs. Shrividya" Age:"40" Salary: "30000"
Name:"Swaroop" Age:"25" Marks: "75"它是如何工作的
要想使用继承，在定义类时我们需要在类后面跟一个包含基类名称的元组。然后，我们会注意到基类的 __init__ 方法是通过 self 变量被显式调用的，因此我们可以初始化对象的基类部分。下面这一点很重要，需要牢记——因为我们在 Teacher 和 Student 子类中定义了 __init__ 方法，Python 不会自动调用基类 SchoolMember 的构造函数，你必须自己显式地调用它。
相反，如果我们_没有_在一个子类中定义一个 __init__ 方法，Python 将会自动调用基类的构造函数。
我们会观察到，我们可以通过在方法名前面加上基类名作为前缀，再传入 self 和其余变量，来调用基类的方法。
在这里你需要注意，当我们使用 SchoolMember 类的 tell 方法时，我们可以将 Teacher 或 Student 的实例看作 SchoolMember 的实例。
同时，你会发现被调用的是子类型的 tell 方法，而不是 SchoolMember 的 tell 方法。理解这一问题的一种思路是 Python _总会_从当前的实际类型中开始寻找方法，在本例中即是如此。如果它找不到对应的方法，它就会在该类所属的基本类中依顺序逐个寻找属于基本类的方法，这个基本类是在定义子类时后跟的元组指定的。
这里有一条有关术语的注释——如果继承元组（Inheritance Tuple）中有超过一个类，这种情况就会被称作多重继承（Multiple Inheritance）。
end 参数用在超类的 tell() 方法的 print 函数中，目的是打印一行并允许下一次打印在同一行继续。这是一个让 print 能够不在打印的末尾打印出 （新行换行符）符号的小窍门。
我们已经探索了有关类和对象的各个方面，还有与它们相关的各类术语。我们还了解了面向对象编程的益处与陷阱。Python 是高度面向对象的，从长远来看，了解这些概念对你大有帮助。
接下来，我们将学习如何处理输入与输出，以及如何在 Python 中访问文件。
- 沈洁元译本译作“封装与解封装”。
- 沈洁元译本译作“基本类”。
- 此处的类即派生类或子类。