前言

在學過變數、運算子、條件判斷、迴圈以及函式之後，我們已經能寫出有邏輯、能重複利用的程式。但隨著功能越來越多，光靠函式和變數來組織程式碼，仍然容易變得凌亂。

物件導向（OOP, Object-Oriented Programming） 就是為了解決這個問題而設計的一種程式設計方式。它的核心精神是：

• 類別（Class）：先寫好「規格」或「藍圖」。
• 物件（Object）：照藍圖生產出來的「實體」。
• 屬性（Attribute）：物件的資料（例如姓名、年齡、顏色）。
• 方法（Method）：物件能做的事情（例如說話、移動、運算）。

用生活來比喻：

• 類別就像建築藍圖，
• 物件就是依照藍圖蓋出來的房子，
• 屬性是房子的坪數、顏色，
• 方法則是「開門」、「打開電燈」等行為。

今天會帶你掌握 OOP 的第一步：

1. 認識類別與物件的基本概念。
2. 學會使用 __init__ 初始化物件。
3. 分清楚 類別屬性 與 實例屬性。
4. 了解 self 的意義。
5. 學會不同的方法種類（實例方法、類別方法、靜態方法）。
6. 初步接觸 OOP 的四大精神（封裝、繼承、多型、抽象）。

透過這些基礎，你會發現程式不只是「一堆函式」，而是能以更貼近現實世界的方式來建模，讓結構清楚、可讀性更高，並且更容易擴充。

1. 為什麼要學「物件導向」？

到目前為止，我們的程式都是「一堆函式」和「一些變數」。
可是當功能多起來時，會變得很難管理。
物件導向（OOP） 就是幫我們整理程式碼的一種方法。

你可以把它想像成：「先有一份藍圖，再照藍圖蓋出很多房子」。

2. 基本觀念（先用生活例子）

• 類別（Class）：食譜、建築藍圖
• 物件（Object）：做出來的蛋糕、蓋出來的房子
• 屬性（Attribute）：蛋糕的大小/口味；房子的顏色/坪數
• 方法（Method）：切蛋糕、開門關窗
• self：方法裡的「這一個自己」
• __init__：建構子，物件剛出生時就會自動跑一次，負責初始化

一句話：類別是規格，物件是產品。

3. 第一個範例

class person:
    def __init__(self, name, age):   # 物件建立時會自動呼叫
        self.name = name
        self.age = age

    def say_hi(self):
        print(f"嗨！我是 {self.name}，我 {self.age} 歲。")

Cool = person("JR", 25)   # 建立物件
Cool.say_hi()          # 呼叫方法

Python 自動把 mimi 傳給 self，所以你呼叫 mimi.say_hi() 時不用自己寫 self。

4. 類別屬性 vs. 實例屬性

class Pet:
    species = "動物"   # 類別屬性

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

a = Pet("小花")
b = Pet("小黑")

print(a.species, b.species)  # 動物 動物
Pet.species = "寵物"
print(a.species, b.species)  # 寵物 寵物

類別屬性大家共用，實例屬性各自不同。

-- 類別屬性就像「大家共用的一份規則」，所有物件都會看到同一個值；
-- 實例屬性則像「每個人專屬的身份證」，各自獨立、互不影響。
注意：如果你在某個物件上直接改同名屬性，其實是「多加了一個新的實例屬性」。

5. 存取修飾（命名慣例）

class Person:
    def __init__(self, name, age, id_number):
        self.name = name       # 公開
        self._age = age        # 建議保護，不要隨便改
        self.__id = id_number  # 私有（會被名稱修飾）

Python 的屬性存取其實靠「慣例」：單底線 _ 代表不建議外部直接用，雙底線 __ 則會觸發名稱修飾避免衝突，但仍能繞過存取，並非真正私有。
Python 沒有真的「私有」，只是透過「名稱修飾」讓你不小心動不到。

6. 特殊方法

有些方法名字長得很奇怪，像是 __str__。
這些叫 特殊方法（magic method），會在特定情況下自動被呼叫。

class Pet:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def __str__(self):
        return f"這是一隻叫 {self.name} 的寵物"

print(Pet("阿毛"))  # 這是一隻叫 阿毛 的寵物

7. 方法的種類

在 Python 的 class 中，常見有 三種方法：

1. 實例方法（Instance Method）
2. 類別方法（Class Method）
3. 靜態方法（Static Method）

1. 實例方法（Instance Method）

class Tool:
    def instance_method(self):
        print(f"跟著物件 {self} 走")

t = Tool()
t.instance_method()       #  正常呼叫
Tool.instance_method(t)   #  也可這樣呼叫，但少用

• 定義：第一個參數是 self，代表「物件本身」。
• 用途：操作物件的屬性或呼叫其他方法。
• 重點：物件存在才有意義。

2. 類別方法（Class Method）

class Tool:
    kind = "工具"

    @classmethod
    def class_method(cls):
        print(f"跟著類別 {cls.__name__} 走，種類是 {cls.kind}")

Tool.class_method()   #  類別呼叫
t = Tool()
t.class_method()      #  物件呼叫，但語意較弱

• 定義：第一個參數是 cls，代表「類別本身」。
• 用途：操作「整個類別的屬性」或建立工廠方法（factory）。
• 重點：影響整個類別，而非單一物件。

3. 靜態方法（Static Method）

class Tool:
    @staticmethod
    def static_method(x, y):
        print(f"完全獨立：{x + y}")

Tool.static_method(3, 5)  #  類別呼叫
t = Tool()
t.static_method(3, 5)     #  物件呼叫

• 定義：沒有 self 或 cls，就是單純的函式。
• 用途：工具性質功能，不依賴物件或類別狀態。
• 重點：像工具箱裡的獨立工具。

8. OOP 的四大精神（先聽名字就好）

1. 封裝：資料和功能包在一起
2. 繼承：子類別可以沿用父類別
3. 多型：不同類別可以有相同方法名字
4. 抽象：只看「能做什麼」，不必管「怎麼做」

這些會在 Day 7 詳細談。

9. 小專案：學生與教室

class Student:
    def __init__(self, name, score):
        self.name, self.score = name, score

class Classroom:
    def __init__(self):
        self.students = []
    def add(self, student):
        self.students.append(student)
    def average(self):
        return sum(s.score for s in self.students) / len(self.students)

s1 = Student("Jr", 80)
s2 = Student("Sam", 90)
room = Classroom()
room.add(s1)
room.add(s2)
print("平均：", room.average())

物件可以互相合作，這就是 OOP 真正的威力。