在 Python 中，Class（類別） 是一種用來'封裝數據'和'操作數據方法'的結構。
Class 提供了創建自定義數據類型的能力，可以用來模擬實際世界的物件或場景。

Class 的主要概念

• 類別（Class）：定義物件的結構（藍圖/範本），包括它的屬性和行為。
• 物件（Object）：物件是類別的「實例化後的產物」，擁有類中定義的屬性與方法。類別的具體實例，擁有類別定義的屬性和方法。複製Class來建立另一個class的副本
• 屬性（Attribute）：類別或物件的數據成員，類似於變數。
• 方法（Method）：操作物件數據的函數，類似於功能。

「實例化後的產物」指的是當我們使用類（Class）創建出物件（Object）時生成的具體實例。實例化是一個過程，把類這個模板具體化，生成能實際使用的物件。每個物件都是類的實例（Instance）。

簡單解釋：類與物件的關係
類（Class）是一個概念、一個模板，就像建築圖紙。
實例化（Instantiation）就是用這個模板製造出一個具體的東西。
物件（Object）是實例化後的產物，就像按圖紙建造出來的建築。

定義和使用 Class

基本語法

class ClassName:
    def __init__(self, attribute1, attribute2):
        self.attribute1 = attribute1  # 定義屬性
        self.attribute2 = attribute2

    def method(self):
        return f"Attribute1 is {self.attribute1}, Attribute2 is {self.attribute2}"

使用類來建立物件 Class 時會呼叫建構式Constructor並賦於屬性值
__init__就是類的「建構子」（constructor），但不像某些語言的建構子會直接建立物件，而是用來初始化物件。

建構式 (Constructor)

Python 中的建構式 (Constructor)是類的 init 方法，用於初始化物件的屬性。
** 建構式的功能 **

• 初始化物件屬性：設定物件需要的初始值。
• 提高代碼可讀性與可用性：自動完成初始化，避免手動重複設定。
• 物件的基本配置：確保物件在創建後能立即使用。

建構式在 Python 中的特性

• 特殊方法 init：Python 使用這個方法作為建構式，類似於其他語言中的 constructor。
• 自動調用：在物件實例化時自動執行。
• 第一個參數永遠是 self：代表被創建的物件本身。

** 建構式的注意事項 **

• 不能手動調用 init：建構式由 Python 自動執行，手動調用會造成混亂。
• 每個類別只能有一個 init。

關鍵特性和使用示例

1. 定義類別

class Person:
    # 初始化方法 (__init__)
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name  # 設定物件的屬性 name
        self.age = age    # 設定物件的屬性 age

    # 定義方法
    def greet(self):
        return f"Hello, my name is {self.name} and I am {self.age} years old."

2. 創建物件（實例化類別）

person1 = Person("Alice", 25)  # 創建 Person 類的實例
person2 = Person("Bob", 30)

# 使用物件屬性
print(person1.name)  # 輸出: Alice

# 呼叫物件方法
print(person2.greet())  # 輸出: Hello, my name is Bob and I am 30 years old.

類屬性（Class Attribute）

在 Python 中，如果某個屬性是所有物件（實例）都需要‘共享’的，那麼可以使用**類屬性（Class Attribute）**來處理。類屬性是屬於類本身的，所有該類的實例共享同一個值，而不是每個實例擁有自己的拷貝。

如何設置類屬性
類屬性是在類中定義的變數，通常在類的定義中直接設置，而不是在 init 方法中。
實例可以訪問類屬性，但類屬性並不屬於個別的實例。

class Dog:
    # 類屬性
    species = "Canis Familiaris"  # 所有狗的共同屬性

    def __init__(self, name, breed):
        # 實例屬性
        self.name = name
        self.breed = breed

# 創建物件
dog1 = Dog("Buddy", "Golden Retriever")
dog2 = Dog("Max", "German Shepherd")

# 訪問類屬性
print(dog1.species)  # 輸出: Canis Familiaris
print(dog2.species)  # 輸出: Canis Familiaris

# 修改類屬性
Dog.species = "Canis Lupus Familiaris"

# 所有實例都會看到改動
print(dog1.species)  # 輸出: Canis Lupus Familiaris
print(dog2.species)  # 輸出: Canis Lupus Familiaris

Class 的高級功能

1. 繼承（Inheritance）
   子類別繼承父類別的屬性和方法，並可進行擴展。

class Animal:
    def __init__(self, species):
        self.species = species

    def sound(self):
        return "Some generic sound"

class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, species="Dog"):
        super().__init__(species)  # 繼承父類別的初始化
        self.name = name

    def sound(self):
        return "Woof!"  # 覆蓋父類別的方法

dog = Dog("Buddy")
print(dog.sound())  # 輸出: Woof!

super() 的作用

super() 是一個內建函數，用於調用**父類（或基本base類）**的方法
關鍵點：

• 避免硬編碼父類名：如果父類名稱改變，super() 能自動適應，而不需要手動修改代碼。
• 支持多重繼承：super() 能正確處理多重繼承的情況，遵循方法解析順序（MRO, Method Resolution Order）。

2. 私有屬性與方法
   使用雙下劃線前綴（__）表示屬性或方法是私有的。

class Example:
    def __init__(self):
        self.__private_attr = "Private"

    def __private_method(self):
        return "This is private"

    def public_method(self):
        return f"Accessing: {self.__private_attr}"

example = Example()
print(example.public_method())  # 可透過公有方法訪問私有屬性

Private 的用途

• 保護數據：防止外部代碼意外或惡意修改類內的核心數據。
• 封裝細節：將內部邏輯封裝起來，只暴露必須的接口（公共方法）。
• 提高靈活性：可以隨時更改私有屬性和方法的內部實現，而不會影響外部代碼。
  何時使用私有屬性或方法？
  當你希望某些屬性或方法只在類內部使用時。
  需要隱藏實現細節，提供簡單、清晰的公共接口。
  需要防止外部代碼直接依賴類的內部實現。

Class 的應用場景

• 模擬現實世界的物件：如車、動物、學生。
• 封裝代碼邏輯：便於復用和維護。
• 數據模型設計：如 Django ORM 的數據表模型。
• 設計模式的實現：如單例模式、工廠模式等。

多重繼承 (Multiple Inheritance)

多重繼承 是指一個類別可以同時繼承多個父類別的特性和行為。在 Python 中，多重繼承是一種允許類別設計更靈活的方法，但也需要謹慎使用以避免複雜性問題。

class Animal:
    def eat(self):
        print("This animal can eat.")

class Flyable:
    def fly(self):
        print("This animal can fly.")

class Bird(Animal, Flyable):  # 同時繼承 Animal 和 Flyable
    def chirp(self):
        print("Bird is chirping.")

# 使用 Bird 類別
bird = Bird()
bird.eat()  # 來自 Animal 類別
bird.fly()  # 來自 Flyable 類別
bird.chirp()  # 來自 Bird 類別

輸出：
This animal can eat.
This animal can fly.
Bird is chirping.

優點
行為組合：可以將不同父類別的功能組合在一起，形成更強大的子類別。
代碼重用：避免重複撰寫通用功能。
更靈活的設計：允許將不同責任分散到多個類別中，並在子類別中合併。

方法解析順序 (MRO, Method Resolution Order)