前言

昨天我們學會了：

• 類別（Class）：像藍圖
• 物件（Object）：用藍圖蓋出來的房子
• 方法（Method）：物件能做的動作
• __init__：建構子，用來初始化資料
• self：物件自己的指標，幫我們區分不同物件

那麼今天，我們要讓物件變得「更聰明、更有互動性」——
不只會自顧自跑程式，而是能互相連結、交換資料，

還要學會超實用的觀念：繼承（Inheritance）！

一、物件之間的互動：讓資料彼此連結

想像你在經營一間補習班：

• 有學生（Student）
• 有課程（Course）
• 學生可以選課
• 課程也能列出有哪些學生

這時候就出現「物件互動」：

不同物件之間彼此連結、共享資料。

最關鍵的觀念是：「資料同步！」

如果用傳統函式寫法，要追蹤「誰選了哪門課」超容易出錯。
但透過物件導向思維，我們可以讓：

• 學生自己管理「我選的課」
• 課程自己管理「有哪些學生」

只要透過互相呼叫方法，就能讓資料自動同步！

範例：學生選課系統

class Course:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.students = []  # 課程裡的學生清單
    
    def add_student(self, student):
        self.students.append(student)
        print(f"{student.name} 選了課程 {self.name}")

    def show_students(self):
        print(f"課程 {self.name} 的學生有：")
        for s in self.students:
            print(f"- {s.name}")

class Student:
    def __init__(self, name, grade):
        self.name = name
        self.grade = grade
        self.courses = []  # 學生選的課程清單
    
    def enroll(self, course):
        self.courses.append(course)
        course.add_student(self)
        print(f"{self.name} 已成功加入 {course.name}")
    
    def show_courses(self):
        print(f"{self.name} 選的課程有：")
        for c in self.courses:
            print(f"- {c.name}")

# 建立學生
alice = Student("Alice", 5)
bob = Student("Bob", 6)

# 建立課程
math = Course("數學")
english = Course("英文")

# 學生選課
alice.enroll(math)
alice.enroll(english)
bob.enroll(math)

輸出：

說明：

• alice.enroll(math)
  • Alice 把數學課加到自己的課程清單
  • 同時呼叫 math.add_student(alice) → 數學課也知道 Alice 選了它
  • 這就是物件之間互動！
• 如果只更新學生或只更新課程，資料會不一致，初學者容易犯這種錯。（我當初就是這樣！）

⚠️新手常犯錯的地方：

1. 只更新一邊資料
   → 導致學生記得有選課，課程卻沒記錄他。

2. 忘記呼叫方法
   → 把 add_student 寫好卻沒執行，畫面沒任何變化。

查詢資料：

alice.show_courses()
bob.show_courses()

math.show_students()
english.show_students()

輸出會完整顯示：

• 每個學生選的課程
• 每個課程有哪些學生

輸出：

二、繼承（Inheritance）：減少重複、讓程式更乾淨

想像你有三個角色：

• 學生（Student）
• 老師（Teacher）
• 職員（Staff）

他們都有「名字」和「年齡」，但各自又有不同功能（教課、讀書、打卡）。
若你三個類別都寫一遍 name、age、say_hello()，會重複超多程式碼！

如果還是有點不太清楚的話，這邊換個方式解說：

• 想像 Person 是「人」的基本規格（name、age），學生（Student）與老師（Teacher）都是「人」，但會有額外屬性（學生有年級、老師有科目）。
• 把共通的部分放 Person，學生與老師直接「繼承」，就不用在每個類別裡重複寫 name 的處理。

好處：

• 減少重複程式碼（DRY：Don't Repeat Yourself）
• 如果需要修改共用行為，只改父類別就能影響所有子類別
• 子類別可以拓展（增加屬性/方法）或覆寫（override）父類別的方法

範例：Person → Student & Teacher

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def show_name(self):
        print(f"姓名：{self.name}")

class Student(Person):
    def __init__(self, name, grade):
        super().__init__(name)  # 呼叫父類別初始化 name
        self.grade = grade
    
    def show_info(self):
        print(f"學生： {self.name}, 年級： {self.grade}")

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, subject):
        super().__init__(name)
        self.subject = subject
    
    def show_info(self):
        print(f"老師： {self.name}, 教學科目： {self.subject}")

# 建立物件
s1 = Student("Alice", 5)
t1 = Teacher("Mr. Lee", "數學")

s1.show_name()   # 父類別方法
s1.show_info()   # 子類別方法

t1.show_name()
t1.show_info()

說明：

• Person：父類別（共用屬性 name 與方法 show_name）。
• Student(Person)：表示 Student 繼承 Person。
  • super().__init__(name)：呼叫父類別的初始化，把 name 初始化好（否則 self.name 會不存在）。
  • Student.total_students：類別變數（放在 class 層級），用來統計總學生數（注意：不是每個學生都有獨立 copy）。
• Teacher(Person)：同理，繼承 Person，並新增 subject。

輸出：

新手陷阱：

1. 忘記 super().__init__(name, age)

   → 子類別沒呼叫父類別建構子，就會缺屬性！

2. 把 super() 寫成 self.super() （常見錯誤）

我們再多看一種範例：

class Vehicle:  # 父類別（通用的交通工具）
    def __init__(self, brand):
        self.brand = brand

    def move(self):
        print(f"{self.brand} 正在移動中")

class Car(Vehicle):  # 子類別（汽車）
    def honk(self):
        print(f"{self.brand} 按喇叭：嗶嗶！")

class Bike(Vehicle):  # 子類別（腳踏車）
    def ring_bell(self):
        print(f"{self.brand} 按鈴：叮叮～")

• Vehicle 是「父類別」，裡面定義了交通工具的基本功能。
• Car(Vehicle) 表示 Car 繼承 Vehicle 的所有特性。
  • 所以 Car 會自動擁有 __init__ 和 move()。
• 子類別可以「額外增加自己的功能」，例如 Car 有 honk()、Bike 有 ring_bell()。

car = Car("Toyota")
bike = Bike("Giant")

car.move()       # 從父類別繼承而來
car.honk()       # 子類別自己定義
bike.move()      # 從父類別繼承
bike.ring_bell() #子類別自己定義

輸出：

三、為什麼要繼承？

說來說去，看到這邊的你應該會有一個疑惑就是：

為什麼要繼承？

想像你要開一間補習班，會有：

• 老師（Teacher）
• 學生（Student）
• 職員（Staff）

他們其實都有一些共通特性，像是：

• 姓名（name）
• 年齡（age）
• 打招呼的方式（say_hello）

但他們又有一些「特別的功能」：

• 老師會教課 teach()
• 學生會讀書 study()
• 職員會打卡 work()

如果你為每個角色都從頭寫一個 class，
那這些「共通的部分」就得重複三次，非常浪費。

所以我們可以建立一個「父類別」── Person，
然後讓 Teacher、Student、Staff 全部繼承自 Person！

牛刀小試：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def say_hello(self):
        print(f"嗨，我是 {self.name}，今年 {self.age} 歲！")

# 子類別繼承 Person
class Teacher(Person):
    def teach(self):
        print(f"{self.name} 正在上課中～")

class Student(Person):
    def study(self):
        print(f"{self.name} 正在努力讀書中 ")

# 測試
teacher = Teacher("王老師", 35)
student = Student("小明", 15)

teacher.say_hello()
teacher.teach()
student.say_hello()
student.study()

• Teacher(Person) 表示 Teacher 是繼承自 Person。
• 所以 Teacher 自動擁有了 Person 的 __init__ 和 say_hello()。
• 不用重寫，直接使用！

輸出：

四、如果想「修改」繼承來的功能？

有時候子類別會想要「稍微改一下」父類別的功能。
這時候可以用「覆寫（override）」來取代父類別的方法。（延續上題）

class Student(Person):
    def say_hello(self):
        print(f"哈囉～我是學生 {self.name}，我今年 {self.age} 歲喔！")

student = Student("小美", 14)
student.say_hello()  # 使用子類別版本，而非父類別的

「覆寫」就像是在繼承的基礎上「客製化」行為。
你還是「繼承」了那個功能的名字，只是裡面的內容換成你自己的版本。

輸出：

super()：保留父類別功能，再加點料

有時候你想「在保留父類別原有功能的同時，再加一些東西」。這時候就要用到 super()！

class Teacher(Person):
    def say_hello(self):
        super().say_hello()  # 先呼叫父類別的方法
        print("我是一位補習班老師")

teacher = Teacher("陳老師", 40)
teacher.say_hello()

輸出：

五、實戰演練：點餐系統

# ====== 類別定義區 ======
class MenuItem:
    def __init__(self, name, price):
        self.name = name
        self.price = price
    
    def info(self):
        print(f"{self.name} - ${self.price}")

class Drink(MenuItem):
    def __init__(self, name, price, size):
        super().__init__(name, price)
        self.size = size
    
    def info(self):
        print(f" {self.name} ({self.size}) - ${self.price}")

class MainDish(MenuItem):
    def __init__(self, name, price, spicy=False):
        super().__init__(name, price)
        self.spicy = spicy
    
    def info(self):
        spicy_mark = "🌶️" if self.spicy else ""
        print(f" {self.name}{spicy_mark} - ${self.price}")

class Dessert(MenuItem):
    def __init__(self, name, price, sweetness):
        super().__init__(name, price)
        self.sweetness = sweetness
    
    def info(self):
        print(f"{self.name}（甜度：{self.sweetness}/5） - ${self.price}")

# ====== 建立菜單 ======
menu = [
    Drink("紅茶", 30, "M"),
    Drink("拿鐵", 60, "L"),
    MainDish("咖哩飯", 120, True),
    MainDish("燉飯", 150, False),
    Dessert("布朗尼", 80, 4),
    Dessert("抹茶蛋糕", 90, 3)
]

# ====== 主程式互動區 ======
print("=== 🍽️ 歡迎光臨IT人餐廳！===")

order_list = []

while True:
    print("\n--- 今日菜單 ---")
    for i, item in enumerate(menu, start=1):
        print(f"{i}. ", end="")
        item.info()

    choice = input("\n請輸入想點的餐點編號（輸入 q 結束點餐）：")

    if choice.lower() == "q":
        break

    if not choice.isdigit() or not (1 <= int(choice) <= len(menu)):
        print("⚠️ 無效輸入，請重新輸入餐點編號。")
        continue

    item = menu[int(choice) - 1]
    order_list.append(item)
    print(f"✅ 已將「{item.name}」加入餐點。")

# 結帳
print("\n===🧾結帳明細 ===")
total = 0
for o in order_list:
    o.info()
    total += o.price

print(f"\n💵 總金額：${total}")
print("感謝您的光臨")

我們先定義一個父類別 MenuItem，代表菜單上的每一項。

每個項目都有 名稱 和 價格。

接著，我們創建三個子類別：

• Drink（飲料）→ 有「大小杯」資訊
• MainDish（主餐）→ 可以標註是否「辣」
• Dessert（甜點）→ 有「甜度」資訊

輸出：

完整輸出：

再次提醒新手常見錯誤：

self.super().__init__(name, price) 
 # 這樣寫是錯的！

因為 super() 是一個內建函式，不需要加 self.。

正確寫法：

super().__init__(name, price)
#這樣才是正確的

結語：從「繼承」到「擴充」的感覺

老實說，當初我剛學「繼承」時超級懷疑人生。

心想：「我就直接寫三個類別不行嗎？幹嘛搞這麼複雜？」
但當你開始實作像這種「餐廳系統」時，就會突然懂了：

原來繼承的重點不是省幾行程式碼，

而是讓整個系統有「延展性」與「一致性」。

今天多加一個類別，比如「湯品」，
我根本不用改前面的架構，只要繼承 MenuItem，加個新屬性就搞定。
這樣也很省時對吧！！

今天辛苦啦！希望讀者有跟上進度～這邊確實會有點抽象！！

不過多看幾次、多試幾次，就會進步很多的！！

一起加油～迎接最後一週！！時間過超快的！

那麼我們就明天見囉！！