類與物件的概念
一.類（class）
類（Class）是物件導向程式設計（OOP, Object-Oriented Programming）中的一個核心概念。它是一種將資料（稱為屬性或欄位）和操作這些資料的方法（稱為函式或方法）封裝在一起的邏輯單元。類是建立物件的藍圖或模板，它定義了物件可以擁有的屬性和方法。
在物件導向程式設計中，類是一種抽象的資料型別，用於描述具有共同特徵（屬性）和行為（方法）的物件的集合。透過類，我們可以定義一種新型別的資料，並可以建立該型別的一個或多個例項（即物件）
類的主要組成部分：
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屬性（Attributes）：也稱作欄位（Fields），用於定義物件的狀態或資料。它們可以是基本資料型別（如整數、浮點數、字元等）或其他物件型別。
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方法（Methods）：定義物件可以執行的操作或功能。方法是與類相關聯的函式，它們可以訪問和操作類的屬性以及呼叫其他方法。
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構造方法（Constructor）：一種特殊的方法，用於在建立物件時初始化物件的屬性。在大多數物件導向程式語言中，構造方法的名字與類名相同，且通常沒有返回值。
類的特性：
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封裝（Encapsulation）：將資料（屬性）和作用於資料的操作（方法）封裝在一起，形成一個獨立的單元。這有助於隱藏物件的內部實現細節，只對外暴露必要的介面。
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繼承（Inheritance）：允許建立一個新的類（稱為子類或派生類），它繼承了一個或多個現有類（稱為基類、父類或超類）的屬性和方法。這促進了程式碼的複用和擴充套件。
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多型（Polymorphism）：允許不同類的物件對同一訊息做出響應，但具體實現可以不同。這增強了程式的靈活性和可擴充套件性。
二.物件
物件（Object）是物件導向程式設計（OOP, Object-Oriented Programming）中的基本單元，它是類的例項。簡單來說，物件是一個具體存在的實體，它擁有狀態（屬性）和行為（方法）。在物件導向程式設計中，我們透過定義類來建立具有特定屬性和方法的物件。
物件的狀態是透過其屬性來描述的，這些屬性可以是基本資料型別（如整數、浮點數、字串等）或其他物件型別。物件的行為是透過其方法來實現的，方法定義了物件能夠執行的操作或功能。
物件具有以下幾個關鍵特性：
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封裝：物件將其資料和運算元據的函式封裝在一起，形成一個獨立的單元。這有助於隱藏物件的內部實現細節，只對外暴露必要的介面。封裝還促進了資料的保護，使得外部程式碼不能直接訪問物件的內部資料，只能透過物件提供的方法來訪問和修改資料。
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繼承：物件可以繼承另一個物件的屬性和方法。在物件導向程式設計中，這通常是透過類之間的繼承關係來實現的。子類（派生類）可以繼承父類（基類）的屬性和方法，並可以新增或覆蓋自己的屬性和方法。繼承有助於程式碼的複用和擴充套件。
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多型：不同的物件可以對同一訊息（即方法呼叫）做出不同的響應。這意味著，即使多個物件屬於同一個類或其子類，並且它們都定義了相同的方法，但這些方法的具體實現可以不同。多型增強了程式的靈活性和可擴充套件性。
物件之間的互動是透過傳送訊息來實現的。在物件導向程式設計中，訊息通常是一個方法呼叫，它指定了接收訊息的物件（即方法呼叫的目標）以及要執行的操作（即方法名）。接收訊息的物件會根據自己的內部狀態和方法實現來響應這個訊息。
三.成員變數（Member Variables）
成員變數（Member Variables）或屬性（Attributes）是物件導向程式設計（OOP）中類的組成部分之一。它們用於定義類的狀態或資料，是類例項（即物件）的特徵或特性的表示。成員變數可以是任何有效的資料型別，包括基本資料型別（如整數、浮點數、字元等）和其他物件型別。
在類中，成員變數是定義在類的方法之外的變數。它們被類的所有例項共享（如果它們是靜態的，即使用static關鍵字宣告的），或者每個例項都有自己獨立的副本（如果它們是例項變數）。
1.例項變數
例項變數是類的每個例項（物件）都擁有的獨立變數。每個物件都有自己的一組例項變數副本，這些變數的值可以在物件之間獨立變化。例項變數在類的方法內部透過self（在Python中）或this（在Java、C++等語言中）關鍵字來訪問。
2.類變數（靜態變數）
類變數是由類本身擁有的變數，而不是由類的任何特定例項擁有的。這意味著類變數只有一個副本，並且這個副本被類的所有例項共享。類變數在類的方法內部可以直接透過類名來訪問（但通常也建議透過例項來訪問，除非有特別的理由）。在Python中，類變數通常定義在類的方法之外，但在類定義之內，並且不使用self或cls（對於類方法）作為字首。
訪問和修改成員變數
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訪問：在類的方法內部，可以透過
self（或this）關鍵字來訪問例項變數，或者透過類名來訪問類變數（儘管這通常不推薦，因為它可能破壞封裝性）。在類的外部，通常需要透過物件來訪問例項變數，儘管在某些情況下（如使用getter和setter方法），可能會透過類的方法來間接訪問和修改這些變數。 -
修改：成員變數的值可以在類的方法內部或外部被修改，但通常建議透過類的方法來修改它們，以保持封裝性並控制對資料的訪問。
四.成員方法（Member Method）
成員方法（Member Method），也稱為例項方法（Instance Method），是定義在類中的操作或行為。它們用於訪問和操作物件的屬性，並執行特定的任務。以下是關於成員方法的詳細解析：
1.定義與結構
成員方法是一個包含一條或多條語句的程式碼塊，用來完成一個具體的、相對獨立的功能。其定義通常包括以下幾部分：
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訪問修飾符：如public、private、protected等，用於控制方法的訪問範圍。
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返回型別：方法執行完畢後返回的資料型別，可以是Java中的任何資料型別，包括基本資料型別和引用資料型別。如果方法不返回任何值，則使用void關鍵字。
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方法名：遵循駝峰命名法，通常使用動詞來描述方法的功能。
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形參列表：方法接收的引數列表，用於傳遞資料給方法內部使用。引數可以為任意型別，包括基本型別和引用型別。
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方法體：包含實現方法功能的具體語句，如輸入、輸出、變數宣告、運算、分支、迴圈等。
2.呼叫機制
當程式執行到方法呼叫語句時，會開闢一個獨立的空間（棧空間）來執行該方法。方法執行完畢後，或者執行到return語句時，會返回到呼叫方法的地方，並繼續執行後續的程式碼。
3.特點與優勢
封裝性：成員方法可以將實現的細節封裝起來，只對外提供必要的介面，提高了程式碼的安全性和可維護性。
複用性：定義在類中的成員方法可以被該類的所有物件共享和呼叫，提高了程式碼的複用性。
擴充套件性：透過繼承和多型等機制，可以在子類中重寫父類的成員方法，實現功能的擴充套件和定製。
4.靜態方法與例項方法的區別
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靜態方法（也稱為類方法）：使用static修飾符宣告的方法。它屬於類本身，而不是類的某個物件。因此，靜態方法可以透過類名直接呼叫，而無需建立類的例項。靜態方法內部不能訪問類的非靜態成員（變數和方法）。
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例項方法（也稱為非靜態方法）：沒有使用static修飾符宣告的方法。它屬於類的某個物件，必須透過物件例項來呼叫。例項方法可以訪問類的所有成員（包括靜態成員和非靜態成員）。
五.物件的例項化（Object Instantiation）
物件的例項化（Object Instantiation）是物件導向程式設計中的一個核心概念，它指的是根據類的定義建立出具體的物件的過程。在例項化過程中，系統會為物件分配記憶體空間，並根據類的藍圖（即類的定義）來初始化物件的屬性和方法。例項化後的物件成為類的例項，可以訪問類中定義的屬性和方法。