面向对象入门

第 0 步 · 为什么需要"类"

你现在的程序里，数据是数据（字典、列表），操作是操作（函数）。当程序变大，你会希望把"学生"这个事物的数据和它该有的行为放在一起：

• 面向过程：student = {"name": ..., "score": ...} + def add_score(student, ...) —— 数据和函数是两拨人。
• 面向对象：student.add_score(...) —— 数据和行为打包，student 自己会"做事"。

第 1 步 · 定义类与创建对象

class Student:
    def __init__(self, name, age):
        """构造方法：创建对象时自动调用，self 指向这个新对象"""
        self.name = name        # 实例属性：每个对象自己的数据
        self.age = age
        self.scores = {}

    def add_score(self, subject, score):
        """对象的行为（方法）：第一个参数永远是 self"""
        self.scores[subject] = score

    def average(self):
        if not self.scores:
            return 0
        return sum(self.scores.values()) / len(self.scores)

# 创建两个学生（两个独立对象）
s1 = Student("丢丢", 6)
s2 = Student("Riemann", 30)

s1.add_score("数学", 92)
s1.add_score("英语", 88)
print(s1.name, s1.average())   # 丢丢 90.0
print(s2.name, s2.average())   # Riemann 0（s2 没加过成绩）

第 2 步 · __init__ 与 __str__（两个最重要的魔法方法）

名字带 __ 的方法叫 dunder（双下划线）方法，Python 在特定时机自动调用：

class Student:
    def __init__(self, name, age):   # 创建时自动执行
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):               # print(对象) 时自动调用
        return f"学生 {self.name}，{self.age} 岁"

    def __repr__(self):              # 调试时显示的表示
        return f"Student({self.name!r}, {self.age})"

s = Student("丢丢", 6)
print(s)      # 学生 丢丢，6 岁（用了 __str__）

第 3 步 · 继承（子类复用父类）

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def introduce(self):
        return f"我是 {self.name}"

class Student(Person):          # 继承 Person
    def __init__(self, name, school):
        super().__init__(name)      # 调用父类的构造（复用）
        self.school = school
    def introduce(self):            # 覆盖 override：改写父类方法
        return f"{super().introduce()}，在 {self.school} 上学"

s = Student("丢丢", "实验小学")
print(s.introduce())   # 我是 丢丢，在 实验小学 上学

第 4 步 · 类属性 vs 实例属性

class Course:
    count = 0                 # 类属性：所有实例共享（整个类只有一份）

    def __init__(self, title):
        self.title = title       # 实例属性：每个对象各一份
        Course.count += 1       # 每建一个实例，计数器 +1

c1 = Course("Python")
c2 = Course("AI")
print(Course.count)   # 2（记住"总共建了几个"）

第 5 步 · 实战项目：学习记录类（融合前四节点）

需求：一个 StudyLog 类——记录每天学了什么（学科 + 番茄数），能加记录、算总番茄、算各科占比、导出 JSON。把④的文件读写也装进来。

Step 1：类的设计

import json
from datetime import datetime

class StudyLog:
    def __init__(self, owner, file="study.json"):
        self.owner = owner
        self.file = file
        self.records = []          # [{"date":..., "subject":..., "pomodoros": n}]

    def add(self, subject, pomodoros):
        """加一条学习记录，自动记日期"""
        self.records.append({"date": datetime.now().strftime("%Y-%m-%d"),
                                   "subject": subject, "pomodoros": pomodoros})

    def total(self):
        return sum(r["pomodoros"] for r in self.records)

    def by_subject(self):
        """各科番茄统计：{学科: 总番茄}"""
        result = {}
        for r in self.records:
            result[r["subject"]] = result.get(r["subject"], 0) + r["pomodoros"]
        return result

    def save(self):
        with open(self.file, "w", encoding="utf-8") as f:
            json.dump({"owner": self.owner, "records": self.records},
                      f, ensure_ascii=False, indent=2)

    def __str__(self):
        return f"{self.owner} 共 {len(self.records)} 条记录，{self.total()} 番茄"

Step 2：使用它

log = StudyLog("Riemann")
log.add("Python", 4)
log.add("英语", 2)
print(log)                  # Riemann 共 2 条记录，6 番茄（__str__）
print(log.by_subject())    # {'Python': 4, '英语': 2}
log.save()                  # study.json 落盘

第 6 步 · 报错手册（本节点新增）

节点自测清单

全勾 → 节点 ⑤ 完成，进入节点 ⑥（常用标准库）。未勾 → 回看对应步骤。

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