Python 面向对象进阶与实战：从继承到学生管理系统

📢 大家好！今天我们来深入学习 Python 面向对象编程的进阶知识，包括子类重写父类功能、多层继承、封装、多态、抽象类等核心概念，最后通过一个完整的学生管理系统项目，将所学知识融会贯通。

📚 目录

• 一、子类重写父类功能

• 二、子类访问父类功能

• 三、多层继承

• 四、封装与私有属性

• 五、多态

• 六、抽象类

• 七、类属性与对象属性

• 八、类方法与静态方法

• 九、dict属性

• 十、项目实战：学生管理系统

• 十一、总结

一、子类重写父类功能

1.1 什么是重写

重写（覆盖）：子类出现和父类同名的属性或行为，称之为重写。

调用层次：遵循就近原则——子类有就用，没有就去就近的父类找，依次查找其所有父类。

1.2 重写演示

# 师傅类 class Master: def __init__(self): self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') # 学校类 class School: def __init__(self): self.kongfu = '[AI煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') # 徒弟类 - 重写父类功能 class Prentice(School, Master): def __init__(self): self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') # 测试 p = Prentice() print(p.kongfu) # 输出: [独创煎饼果子配方] p.make_cake() # 输出: 运用[独创煎饼果子配方]制作煎饼果子

二、子类访问父类功能

子类重写父类功能后，如果想继续访问父类的功能，有两种方式。

2.1 方式一：父类名.父类功能名(self)

特点：精准访问，想找哪个父类就调用哪个父类。

class Prentice(School, Master): def __init__(self): self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') # 精准访问父类功能 def make_master_cake(self): Master.__init__(self) # 初始化父类属性 Master.make_cake(self) # 调用父类方法 def make_school_cake(self): School.__init__(self) School.make_cake(self) p = Prentice() p.make_master_cake() # 输出: 运用[古法煎饼果子配方]制作煎饼果子 p.make_school_cake() # 输出: 运用[AI煎饼果子配方]制作煎饼果子

2.2 方式二：super().父类功能名()

特点：只能访问最近的那个父类，有就用，没有就往后继续查找。

class Prentice(School, Master): def __init__(self): self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]' def make_old_cake(self): super().__init__() super().make_cake() # 调用最近的父类（School）的方法 p = Prentice() p.make_old_cake() # 调用 School 的 make_cake

三、多层继承

多层继承：类A继承类B，类B继承类C。

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object ← Master, School ← Prentice ← TuSun

class Master: def __init__(self): self.kongfu = '[古法煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') class School: def __init__(self): self.kongfu = '[AI煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') class Prentice(School, Master): def __init__(self): self.kongfu = '[独创煎饼果子配方]' def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') def make_master_cake(self): Master.__init__(self) Master.make_cake(self) def make_school_cake(self): School.__init__(self) School.make_cake(self) # 徒孙类继承 Prentice class TuSun(Prentice): pass ts = TuSun() ts.make_cake() # 独创配方 ts.make_master_cake() # 古法配方 ts.make_school_cake() # AI配方

四、封装与私有属性

4.1 封装简介

概述：隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共的访问方式。

好处：

1. ✅ 提高代码的安全性（由私有化保证）

2. ✅ 提高代码的复用性（由函数保证）

弊端：代码量增加了（私有内容需提供公共访问方式）。

4.2 私有属性格式

# 私有属性 __属性名 # 私有方法 __函数名()

4.3 私有属性演示

class Prentice: def __init__(self): self.kongfu = '[煎饼果子配方]' self.__money = 20000 # 私有属性（私房钱） def make_cake(self): print(f'运用{self.kongfu}制作煎饼果子') # 提供公共的访问方式 def get_money(self): return self.__money def set_money(self, money): self.__money = money class TuSun(Prentice): pass ts = TuSun() print(ts.kongfu) # ✅ 可以访问 # print(ts.__money) # ❌ 报错，私有属性子类无法直接访问 ts.set_money(100) # ✅ 通过公共方法访问 print(ts.get_money()) # 输出: 100

五、多态

5.1 什么是多态

• 专业版：同一个函数，接收不同的参数，有不同的效果

• 大白话：同一个事物在不同时刻表现出不同的状态、形态

5.2 多态的前提条件

1. ✅ 要有继承

2. ✅ 要有方法重写（否则多态无意义）

3. ✅ 要有父类引用指向子类对象

5.3 多态案例：动物叫声

# 1. 定义抽象父类 class Animal: def speak(self): pass # 抽象方法 # 2. 子类重写父类方法 class Dog(Animal): def speak(self): print('狗叫: 汪汪汪') class Cat(Animal): def speak(self): print('猫叫: 喵喵喵') class Car: def speak(self): print('车叫: 滴滴滴') # 3. 定义函数，接收不同对象 def make_noise(an): an.speak() # 4. 测试多态 d = Dog() c = Cat() car = Car() make_noise(d) # 狗叫: 汪汪汪 make_noise(c) # 猫叫: 喵喵喵 make_noise(car) # 车叫: 滴滴滴（不需要继承也能使用）

5.4 多态案例：战斗平台

# 英雄机1代 class HeroFighter: def power(self): return 60 # 英雄机2代（继承1代） class AdvHeroFighter(HeroFighter): def power(self): return 80 # 敌机1代 class EnemyFighter: def power(self): return 70 # 战斗平台（多态体现） def object_play(hero, enemy): if hero.power() >= enemy.power(): print('英雄机 战胜 敌机!') else: print('英雄机 惜败 敌机!') h1 = HeroFighter() h2 = AdvHeroFighter() e1 = EnemyFighter() object_play(h1, e1) # 英雄机 惜败 敌机! object_play(h2, e1) # 英雄机 战胜 敌机!

六、抽象类

6.1 什么是抽象类

• 抽象类 = 接口，即有抽象方法的类

• 抽象方法= 没有方法体的方法（方法体是pass）

6.2 抽象类的作用

抽象类一般充当父类，用于指定行业规范、准则，具体的实现交由子类来完成。

6.3 抽象类案例：空调

# 1. 定义抽象类（空调规范） class AC: def cool_wind(self): # 抽象方法 pass def hot_wind(self): # 抽象方法 pass def swing_l_r(self): # 抽象方法 pass # 2. 子类实现抽象方法 class XiaoMi(AC): def cool_wind(self): print('小米 核心 制冷技术!') def hot_wind(self): print('小米 核心 制热技术!') def swing_l_r(self): print('小米空调 静音左右摆风 技术!') class Gree(AC): def cool_wind(self): print('格力 核心 制冷技术!') def hot_wind(self): print('格力 核心 制热技术!') def swing_l_r(self): print('格力空调 低频左右摆风 技术!') xm = XiaoMi() xm.cool_wind() # 小米 核心 制冷技术! gree = Gree() gree.cool_wind() # 格力 核心 制冷技术!

七、类属性与对象属性

7.1 图解

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类属性 ──┬── 对象1 ── 对象属性 ├── 对象2 ── 对象属性 ├── 对象3 ── 对象属性 └── 对象4 ── 对象属性

7.2 区别对比

7.3 代码演示

class Student: # 类属性（所有对象共享） teacher_name = '水镜先生' # 对象属性（每个对象独有） def __init__(self, name, age): self.name = name self.age = age def __str__(self): return f'姓名: {self.name}, 年龄: {self.age}' s1 = Student('曹操', 38) s2 = Student('刘备', 35) # 修改对象属性 s1.name = '许褚' print(s1) # 姓名: 许褚, 年龄: 40 print(s2) # 姓名: 刘备, 年龄: 35 # 修改类属性（影响所有对象） Student.teacher_name = '夯哥' print(s1.teacher_name) # 夯哥 print(s2.teacher_name) # 夯哥

八、类方法与静态方法

8.1 类方法

• 属于类的方法，可通过类名.或对象名.调用

• 使用@classmethod装饰器，第一个参数必须是类对象（cls）

class Student: school = '程序员' @classmethod def show1(cls): print(f'cls: {cls}') print(cls.school) print('我是类方法') # 调用 Student.show1() # 通过类名调用 s = Student() s.show1() # 通过对象名调用

8.2 静态方法

• 属于该类下所有对象共享的方法

• 使用@staticmethod装饰器，参数无特殊要求

class Student: school = '程序员' @staticmethod def show2(): print(Student.school) print('我是静态方法') # 调用 Student.show2() # 通过类名调用 s = Student() s.show2() # 通过对象名调用

8.3 类方法与静态方法的区别

九、dict属性

__dict__是 Python 内置属性，可以把对象转成字典形式。

from student import Student # 1. 对象 → 字典 s1 = Student('德桦', '男', 81, '111', '刻骨铭心') my_dict = s1.__dict__ print(my_dict) # 输出: {'name': '德桦', 'gender': '男', 'age': 81, 'phone': '111', 'desc': '刻骨铭心'} # 2. 列表套对象 → 列表套字典 stu_list = [s1, s2, s3] list_dict = [stu.__dict__ for stu in stu_list] # 3. 字典 → 对象（使用 ** 解包） my_dict = {'name': '德桦', 'gender': '男', 'age': 81, 'phone': '111', 'desc': '刻骨铭心'} s5 = Student(**my_dict) # 等价于 Student(name='德桦', ...) print(s5)

十、项目实战：学生管理系统

10.1 项目结构

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学生管理系统/ ├── student.py # 学生类 ├── studentcms.py # 学生管理系统类（核心业务） └── main.py # 程序入口文件

10.2 学生类（student.py）

class Student: def __init__(self, name, gender, age, phone, desc): self.name = name self.gender = gender self.age = age self.phone = phone self.desc = desc def __str__(self): return f'姓名: {self.name}, 性别: {self.gender}, 年龄: {self.age}, 手机号: {self.phone}, 描述: {self.desc}'

10.3 管理系统类（studentcms.py）

from student import Student import time class StudentCMS: def __init__(self): self.stu_list = [] # 存储学生对象 @staticmethod def show_view(): print('*' * 23) print('学生管理系统V2.0版') print('\t1.添加学生信息') print('\t2.删除学生信息') print('\t3.修改学生信息') print('\t4.查询单个学生信息') print('\t5.查询所有学生信息') print('\t6.保存学生信息') print('\t0.退出系统') print('*' * 23) def add_student(self): """添加学生""" name = input('请输入学生姓名:') gender = input('请输入学生性别:') age = int(input('请输入学生年龄:')) phone = input('请输入学生电话:') desc = input('请输入学生描述信息:') stu = Student(name, gender, age, phone, desc) self.stu_list.append(stu) print(f'添加 {name} 学生信息成功!\n') def del_student(self): """删除学生""" del_name = input('请输入要删除的学生姓名:') for stu in self.stu_list: if stu.name == del_name: self.stu_list.remove(stu) print(f'学员 {del_name} 信息删除成功!\n') break else: print('查无此人, 请检查后重新删除!\n') def update_student(self): """修改学生""" upd_name = input('请输入要修改的学生姓名:') for stu in self.stu_list: if stu.name == upd_name: stu.gender = input('请录入修改后的性别: ') stu.age = int(input('请录入修改后的年龄: ')) stu.phone = input('请录入修改后的电话: ') stu.desc = input('请录入修改后的描述信息: ') print(f'学员 {upd_name} 信息修改成功!\n') break else: print('查无此人, 请检查后重新操作!\n') def search_one_student(self): """查询单个学生""" search_name = input('请输入要查找的学生姓名:') for stu in self.stu_list: if stu.name == search_name: print(stu, end='\n\n') break else: print('查无此人, 请检查后重新操作!\n') def search_all_student(self): """查询所有学生""" if not self.stu_list: print('暂无学生信息, 请添加后查询! \n') else: for stu in self.stu_list: print(stu) print() def save_student(self): """保存学生信息到文件""" with open('./stu_data.txt', 'w', encoding='utf-8') as f: stu_dict = [stu.__dict__ for stu in self.stu_list] f.write(str(stu_dict)) def load_student(self): """从文件加载学生信息""" try: with open('./stu_data.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: stu_data = f.read() stu_list = eval(stu_data) self.stu_list = [Student(**stu_dict) for stu_dict in stu_list] except FileNotFoundError: with open('./stu_data.txt', 'w', encoding='utf-8') as f: pass def start(self): """启动系统""" self.load_student() while True: time.sleep(1) self.show_view() input_num = input('请输入您要操作的编号:') if input_num == '1': self.add_student() elif input_num == '2': self.del_student() elif input_num == '3': self.update_student() elif input_num == '4': self.search_one_student() elif input_num == '5': self.search_all_student() elif input_num == '6': self.save_student() print('保存学生信息成功!\n') elif input_num == '0': result = input('您确定要退出吗? (Y/N) -> ') if result.lower() == 'y': self.save_student() print('谢谢您的使用, 期待下次再会!') break else: print('录入有误, 请重新录入!\n')

10.4 入口文件（main.py）

from studentcms import StudentCMS if __name__ == '__main__': stu_cms = StudentCMS() stu_cms.start()

10.5 功能演示

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*********************** 学生管理系统V2.0版 1.添加学生信息 2.删除学生信息 3.修改学生信息 4.查询单个学生信息 5.查询所有学生信息 6.保存学生信息 0.退出系统 *********************** 请输入您要操作的编号:

十一、总结

11.1 核心知识点回顾

11.2 继承体系图

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object ├── Master │ └── Prentice (多继承) │ └── TuSun └── School

📝最后提醒：面向对象编程的核心是理解"类与对象"的关系，掌握继承、封装、多态三大特征。学生管理系统是一个综合练习项目，涵盖了面向对象的所有核心知识点，建议大家独立完成代码的编写。

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