初學者指南：深入了解 Python 實體方法
更新日期： 2024 年 10 月 11 日
在學習 Python 的過程中，物件導向程式設計（Object-Oriented Programming, OOP） 是一個核心概念。
透過 OOP，我們可以使用 類別（Class） 來封裝資料和功能，建立具有特定行為的實體。
在 Python 中，實體方法（Instance Methods） 是定義在類別中的函式，用於描述實體的行為。
實體方法是理解 OOP 的關鍵，因為它們使實體能夠執行特定的操作。
本文將為新手詳細介紹 Python 中的實體方法，解釋其作用、如何定義和使用，以及與其他方法的區別。
什麼是實體方法？
實體方法 是定義在類別中的函式，用於描述實體的行為。
這些方法可以訪問和修改實體的屬性，從而影響實體的狀態。
特點
- 與實體綁定：實體方法只能由實體調用，不能直接通過類別調用（除非提供實體作為參數）。
self參數：實體方法的第一個參數必須是self，代表實體本身。- 訪問和修改實體屬性：實體方法可以訪問和修改實體的屬性。
定義實體方法
在類別中定義實體方法，就像定義普通的函式一樣，但必須將 self 作為第一個參數。
語法
class 類別名稱:
def 方法名稱(self, 參數1, 參數2, ...):
# 方法內容
passself：代表實體本身，用於訪問實體的屬性和其他方法。- 其他參數：根據需要添加的參數。
示例
class Person:
def greet(self):
print("Hello!")self 參數的作用
- 代表實體本身：
self使得方法能夠訪問實體的屬性和其他方法。 - 必須顯式定義：在定義實體方法時，
self必須作為第一個參數。 - 調用時自動傳遞：在調用實體方法時，不需要手動傳入
self，Python 會自動傳遞。
訪問實體屬性
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name # 實體屬性
def greet(self):
print(f"Hello, my name is {self.name}.")
person = Person("Alice")
person.greet() # 輸出：Hello, my name is Alice.調用實體方法
實體方法是由實體調用的。
語法
實體名.方法名(參數1, 參數2, ...)示例
class Calculator:
def add(self, a, b):
return a + b
calc = Calculator()
result = calc.add(5, 3)
print(result) # 輸出：8- 注意：在調用時，不需要傳入
self，Python 會自動處理。
實體方法與類別方法、靜態方法的區別
實體方法
- 定義：第一個參數是
self。 - 調用：由實體調用。
- 作用：訪問和修改實體的屬性。
類別方法（@classmethod）
- 定義：使用
@classmethod裝飾器，第一個參數是cls。 - 調用：可以由類別或實體調用。
- 作用：訪問和修改類別屬性。
靜態方法（@staticmethod）
- 定義：使用
@staticmethod裝飾器，沒有固定的第一個參數。 - 調用：可以由類別或實體調用。
- 作用：與類別和實體無關，類似於普通函式。
比較示例
class MyClass:
class_attribute = 0 # 類別屬性
def __init__(self, value):
self.instance_attribute = value # 實體屬性
def instance_method(self):
print("這是實體方法")
print(f"訪問實體屬性：{self.instance_attribute}")
print(f"訪問類別屬性：{MyClass.class_attribute}")
@classmethod
def class_method(cls):
print("這是類別方法")
print(f"訪問類別屬性：{cls.class_attribute}")
@staticmethod
def static_method():
print("這是靜態方法")使用
obj = MyClass(10)
# 調用實體方法
obj.instance_method()
# 調用類別方法
MyClass.class_method()
obj.class_method()
# 調用靜態方法
MyClass.static_method()
obj.static_method()示例：建立一個簡單的動物類別
定義類別
class Animal:
def __init__(self, name):
self.name = name
def speak(self):
print(f"{self.name} 發出聲音。")繼承並覆蓋實體方法
class Dog(Animal):
def speak(self):
print(f"{self.name} 說：汪汪！")
class Cat(Animal):
def speak(self):
print(f"{self.name} 說：喵喵！")使用類別
dog = Dog("小黑")
cat = Cat("小白")
dog.speak() # 輸出：小黑 說：汪汪！
cat.speak() # 輸出：小白 說：喵喵！- 說明：
speak方法是實體方法，定義了實體的特定行為。
實體方法的應用場景
- 訪問和修改實體的屬性：實體方法可以根據需要修改實體的狀態。
class BankAccount:
def __init__(self, balance):
self.balance = balance
def deposit(self, amount):
self.balance += amount
def withdraw(self, amount):
if amount > self.balance:
print("餘額不足")
else:
self.balance -= amount
account = BankAccount(100)
account.deposit(50)
account.withdraw(30)
print(account.balance) # 輸出：120- 與其他實體交互：實體方法可以使實體彼此交互。
class Player:
def __init__(self, name, health):
self.name = name
self.health = health
def attack(self, other):
other.health -= 10
print(f"{self.name} 攻擊了 {other.name}，{other.name} 的健康值變為 {other.health}")
player1 = Player("玩家一", 100)
player2 = Player("玩家二", 100)
player1.attack(player2)- 實現多型行為：透過繼承和覆蓋實體方法，可以實現多型。
class Shape:
def area(self):
pass
class Rectangle(Shape):
def __init__(self, width, height):
self.width = width
self.height = height
def area(self):
return self.width * self.height
class Circle(Shape):
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return 3.14159 * self.radius ** 2
shapes = [Rectangle(5, 3), Circle(4)]
for shape in shapes:
print(shape.area())結論
實體方法是 Python 物件導向程式設計中的核心組成部分，透過它們，我們可以：
- 定義實體的行為：實體方法描述了實體可以執行的操作。
- 訪問和修改實體屬性：透過
self，實體方法可以操作實體的狀態。 - 實現繼承和多型：透過覆蓋實體方法，可以為子類別定義特定的行為。
理解並熟練使用實體方法，將有助於你更好地掌握 Python 的物件導向編程，編寫出更具結構性和可維護性的程式碼。
進一步學習
- 類別方法與靜態方法：深入瞭解
@classmethod和@staticmethod的用法和應用場景。 - 特殊方法：學習
__str__、__repr__、__eq__等特殊方法，提升類別的功能性。 - 封裝性：瞭解如何使用私有屬性和方法（以雙下劃線
__開頭）來實現封裝。 - 設計模式：學習常見的設計模式，如工廠模式、單例模式等，提升程式設計能力。