學習原因：

在下一篇文章會學習 Object Orientation Program (OOP) ，它是其中一種程式設計方法，是以物件 (Object) 作為基本單位。這個概念相對抽象，需要多點時間消化。而在這一篇文章先來介紹什麼是 Class 和 Object，之後對 OOP 的概念才有更好的理解。

學習目標：

• 認識 Class 和 Object
• 認識 Class Attribute 和 Instance Attribute
• 認識什麼是 建構子 (Constructor)
• 認識 Instance Method，Class Method 和 Static Method，了解它們的分別

Class & Object

Class (類別) 就像是設計藍圖，而 Object (物件) 則是透過設計藍圖 Class 來生成的實體。

概念就像房子的設計藍圖，可以建起很多的房子。

定義 Class 主要會分 2 個部分：

1. Attribute (屬性)
   用來定義 Object 的屬性資料，可以理解成屬於 Object 的變數。
   Attribute 分為 2 種：

   • Class Attribute (類別屬性)

     • 在 Class 定義，生成的 Object 都會帶有這屬性，想要被 Object 共用的屬性會寫在這。
     • 但注意 Class Attribute 在生成 Object 以後，修改 Object 的 Attribute 被修改，會轉成 Instance Attribute，並不會影響到 Class Attribute 的值，也不會影響到其他 Object。

     # 建立 class 命為 Person
     class Person:
     	# 建立 class attribute 
         name = "Anonymous"
     
     
     ### 主程式
     
     # 生成 object
     person_1 = Person()
     person_2 = Person()
     
     # person_1.name 取得 "person_1" object 的 "name" attribute
     print(f"Person 1: {person_1.name}") 
     print(f"Person 2: {person_2.name}") 
     
     # 只修改當前 object，不影響其他 object
     person_1.name = "Mary"
     print(f"Person 1: {person_1.name}") 
     print(f"Person 2: {person_2.name}") 
     
     # 原來的 class 不受影響，生成的 object attribute 資料依舊
     person_3 = Person()
     print(f"Person 3: {person_3.name}") 
     

     Output:

     Person 1: Anonymous
     Person 2: Anonymous
     Person 1: Mary
     Person 2: Anonymous
     Person 3: Anonymous
     

   • Instance Attribute (實例屬性)

     • 屬於 Object 的屬性

     • 可以是在生成 Object 時透過 建構子 (Constructor) 帶入參數建立 Instance attribute。

       建構子會用 def __init__(self) 來定義，是 object 初始化的意思，定義 object 生成時會有什麼 attribute。

       class Person:
       
       	# 建構子 Constructor
           # 必定帶有參數 self，代表當前 object 的自身，可被引用來取得並資料
       	def __init__(self, name):
       		# 應用參數建立 Instance attribute
               # self.name 為當前 object 的 name attribute 指派為參數的值
       		self.name = name
       
       
       # 建 Object 時帶入參數
       person_1 = Person("Mary")
       person_2 = Person("John")
       
       print(f"Person 1: {person_1.name}") 
       print(f"Person 2: {person_2.name}") 
       

       Output:

       Mary
       John
       

     • 或是生成 Object 以後增加 instance attribute

       class Person:
       	def __init__(self, name):
       		self.name = name
       
       
       person_1 = Person("Mary")
       # 在 object 新增 instance attribute
       person_1.age = 18
       
       person_2 = Person("John")
       person_2.sex = "M"
       
       print(person_1.name)
       print(person_1.age)
       
       print(person_2.name)
       print(person_2.sex)
       
       # 應用 object 沒有的 instance attribute 會噴錯
       print(person_2.age)
       

       Output:

       Mary
       18
       John
       M
       ...
       ...
       AttributeError: 'Person' object has no attribute 'age'
       

2. Methods (方法)：
   寫在 class 內的 function 被稱為 method，用來定義 Object 可用的操作。分為以下 3 種：

   1. Instance Method

      • 會帶有 self 的參數，代表 object 自身，可應用 self 來取得 instance attribute 或 instance method。
      • 只可被 object 使用

      class Person:
      	def __init__(self, name):
      		self.name = name
      
      	# 建立 instance method
      	def say_hi(self):
      		# 透過 self 可應用 instance attribute
      		print(f"Hi, I am {self.name}")
      
      person = Person("John")
      # 應用時，不需要傳值到 self
      person.say_hi()
      

   2. Class Methods

      • 需要使用 @classmethod 作標記
      • 帶有 cls 參數，代表 class 自身，可應用來取得 class attribute 或其他 class method。
      • object 可以使用，但無須生成 object 也能直接使用

      class Toy:
          price = 100
      
          def get_current_price(self):
              print(f"Current Price: {self.price}")
      
          # 建立 class method
          @classmethod
          def get_original_price(cls):
              # 透過 cls 可應用 class attribute
              print(f"Original Price: {cls.price}")
      
      car = Toy()
      # 修改 instance attribute (price)
      car.price = 80
      car.get_original_price() # 將會取得 instance attribute (price)
      car.get_current_price() # 將會取得 class attribute (price)
      
      # 不用生成 object，可直接使用
      Toy.get_original_price() # 同樣可取得 class attribute (price)
      Toy.get_current_price() # 會噴錯，因為不是 instance object
      

      Output:

      Original Price: 100
      Current Price: 80
      Original Price: 100
      ...
      ...
      TypeError: get_current_price() missing 1 required positional argument: 'self'
      

   3. Static Method

      • 需要用 @staticmethod 作標記
      • 不帶 self 或 cls 參數，這種 Method 都不需要用到 attribute。
      • class 和 object 都可以直接使用

      class Person:
          # 建立 static method
          @staticmethod
          def say_hello():
              print("Hello World!")
      
      # Class 可直接使用
      Person.say_hello()
      
      # Object 也可使用
      john = Person()
      john.say_hello()
      

      Output:

      Hello World!
      Hello World!
      

利用 Class 可以去定義物件的 Attribute (屬性) 和 Method (方法)，可衍生多個帶有這些屬性和功能的 Object。讓 Object 都成為獨立的個體，應用自己擁有的屬性，去作不同的運算。

補充：上一篇有提到在 Python 所有資料都是 Object，其實所有型別如 str, int, float 都是由 class 定義，每個資料都是實體 Object，可以應用 class 對各種型別定義的方法。
像是 str 的 object，有非常多內建的 Method 可以使用，需要可參看官方文件
以下是一些簡單的例子，可見 str 為 object，因此會有內建的 method 可應用。

temp = "abc"
# 把字串都轉為大寫
print(temp.upper())
# 把字串都轉為小寫
print(temp.lower())
# 把字串中 a 取代為 -
print(temp.replace('a', '-'))

Output:

ABC
abc
-bc