Question

到目前为止，本书经常使用“对象”这个术语。其实，编写代码达到现在这个水平，都是以对象为基础。我们在脚本中传递对象、用在表达式中和调用对象的方法等。不过，要让代码真正归类于面向对象（OO），那么对象一般也需要参与到所谓的继承层次中。

本章要开始我们对Python类的探索：类是在Python实现支持继承的新种类的对象的部件。类是Python面向对象程序设计（OOP）的主要工具，而本书这一部分内容中，我们将会一直讨论OOP的基础内容。OOP提供了一种不同寻常而往往更有效的检查程序的方式，利用这种设计方法，我们分解代码，把代码的冗余度降至最低，并且通过定制现有的代码来编写新的程序，而不是在原处进行修改。

在Python中，类的建立使用了一条新的语句：class语句。正如你将看到的那样，通过class定义的对象，看起来很像本书之前研究过的内置类型。事实上，类其实是只运用并扩展了我们谈到过的一些想法。概括地讲，类就是一些函数的包，这些函数大量使用并处理内置对象类型。不过，类的设计是为了创建和管理新的对象，并且它们也支持继承。这是一种代码定制和复用的机制，到现在为止，我们还没有见过。

还有件事要注意：在Python中，OOP完全是可选的，并且在初学阶段不需要使用类。实际上，可以用较简单的结构，例如函数，甚至简单顶层脚本代码，这样就可以做很多事。因为妥善使用类需要一些预先的规划。因此和那些采用战术模式工作的人相比（时间有限），采用战略模式工作的人（做长期产品开发）对类会更感兴趣一些。

然而，阅读本书这一部分你会得知，类是Python所提供的最有用的工具之一。合理使用时，类实际上可以大量减少开发的时间。类也在流行的Python工具中使用，例如，tkinter GUI API。所以大多数Python程序员往往都会发现，学习类的基础知识是很有帮助的。

为何使用类

还记得本书曾介绍过，程序就是“用一些东西来做事”吗？简而言之，类就是一种定义新种类的东西的方式，它反映了在程序领域中的真实对象。例如，假设要实现第16章作为例子的虚拟的制作比萨的机器人。如果通过类来实现，就可以建立其实际结构和关系的模型。从两个方面来讲OOP都证明很有用处。

继承

制作比萨的机器人就是某种机器人，它拥有一般机器人属性。从OOP术语来看，制作比萨的机器人继承了所有机器人的通用类型的属性。这些通用的属性只需要在通用的情况下实现一次，就能让未来我们所创建的所有种类的机器人重用。

组合

制作比萨机器人其实是一些组件的集合，这些组件以团队的形式共同工作。例如，机器人要成功，也许会需要机器臂滚面团，马达启动烤箱等。以OOP的术语来讲，机器人是一个组合的实例，它包含其他对象，这些对象来运作完成相应的指令。每个组件都可以写成类，定义自己的行为以及关系。

像继承和组合这些一般性OOP概念，适用于能够分解成一组对象的任何应用程序。例如，在一般GUI系统中，接口是写成图形组件的集合（按钮、标签等），当绘制图形组件的容器时，图形组件也会跟着绘制（组合）。此外，我们可以编写定制的图形组件——有独特字体的按钮、有新的配色的标签等，这些都是更通用接口机制（继承）的特定化的版本。

从更具体的程序设计观点来看，类是Python的程序组成单元，就像函数和模块一样：类是封装逻辑和数据的另一种方式。实际上，类也定义新的命名空间，在很大程度上就像模块。但是，和我们已见过的其他程序组成单元相比，类有三个重要的独到之处，使其在建立新对象时更为有用。

多重实例

类基本上就是产生对象的工厂。每次调用一个类，就会产生一个有独立命名空间的新对象。每个由类产生的对象都能读取类的属性，并获得自己的命名空间来储存数据，这些数据对于每个对象来说都不同。

通过继承进行定制

类也支持OOP的继承的概念。我们可以在类的外部重新定义其属性从而扩充这个类。更通用的是，类可以建立命名空间的层次结构，而这种层次结构可以定义该结构中类创建的对象所使用的变量名。

运算符重载

通过提供特定的协议方法，类可以定义对象来响应在内置类型上的几种运算。例如，通过类创建的对象可以进行切片、级联和索引等运算。Python提供了一些可以由类使用的钩子，从而能够中断并实现任何的内置类型运算。