Классы и объекты в Python: руководство для начинающих

Классы и объекты — основа объектно-ориентированного программирования. С их помощью требования к программе превращаются в понятные структуры данных и правила взаимодействия между ними. Если вы пишете код и работаете над созданием ПО, то без объектов и классов вам не обойтись.

У нас уже есть статья про основные принципы ООП, а в этом материале мы детально и на примерах изучим работу с классами и объектами в Python.

Содержание

• Что такое классы и объекты в Python
• Как создать класс
• Как создать объект
• Как изменять объекты после создания
• Что такое деструктор и как его использовать
• Практические задачи

Что такое классы и объекты в Python

Класс — это шаблон, который описывает устройство и поведение объектов одного типа в коде.

Объект — это конкретный экземпляр класса. Его можно представить как контейнер, в котором хранятся данные (атрибуты) и описаны действия, которые можно выполнять с этими данными (методы).

Чтобы лучше понять эту концепцию, рассмотрим пример из реальной жизни. Кондитер использует одну формочку, чтобы испечь партию печенья. Все печенья имеют одинаковую форму, но могут отличаться начинкой и вкусом. В этом примере формочка — это класс, а отдельные печенья — объекты этого класса.

Классы и объекты помогают разработчикам создавать сложные структуры и экономить время. Вместо того чтобы каждый раз объявлять одни и те же переменные и функции, разработчик описывает их в классе и затем переиспользует, создавая объекты. При необходимости функциональность объектов легко расширить: достаточно дополнить существующий класс — и все объекты автоматически получат обновлённую логику.

Читайте также:

Что такое объекты и классы: 1‑я часть гайда по ООП

Как создать класс

Для создания классов в Python используется ключевое слово class. После него указывают имя класса с заглавной буквы и ставят двоеточие. Давайте создадим класс для печенья:

class Cookie:

Теперь добавим в класс конструктор — специальный метод __init__. Он вызывается при создании объекта и используется для инициализации его атрибутов. У нашего печенья будет два атрибута: вкус и начинка.

def __init__(self, flavor, filling):
        self.flavor = flavor        # Атрибут экземпляра: вкус
        self.filling = filling      # Атрибут экземпляра: начинка

Параметр self — это ссылка на текущий объект класса. Через него мы сохраняем значения аргументов внутри конкретного экземпляра.

Теперь добавим метод класса — функцию show_info, которая будет выводить информацию о печенье:

def show_info(self):
    return f"Печенье\nВкус: {self.flavor}\nНачинка: {self.filling}"

Полностью код класса Cookie выглядит так:

class Cookie:
    
    # Конструктор класса
    def __init__(self, flavor, filling):
        self.flavor = flavor        # Атрибут экземпляра: вкус
        self.filling = filling      # Атрибут экземпляра: начинка

    # Метод экземпляра
    def show_info(self):
        return f"Печенье\nВкус: {self.flavor}\nНачинка: {self.filling}"

Теперь вся логика, связанная с печеньем, описана в одном месте — внутри класса.

Как создать объект

Чтобы создать объект, обратитесь к классу и передайте значения атрибутов в круглых скобках. В нашем примере используем класс Cookie и создадим два объекта: ванильное печенье с клубничной начинкой (vanilla_cookie) и шоколадное с марципаном (chocolate_cookie).

vanilla_cookie = Cookie("ваниль", "клубника")
chocolate_cookie = Cookie("шоколад", "марципан")

Теперь вызовем метод show_info, чтобы проверить, как выглядят наши объекты:

print(vanilla_cookie.show_info())
print(chocolate_cookie.show_info())

Если запустить код, то в терминале появится сообщение:

Печенье
Вкус: ваниль
Начинка: клубника

Печенье
Вкус: шоколад
Начинка: марципан

Кроме того, мы можем получить доступ к отдельным атрибутам объектов. Например, узнаем, какая начинка у печенек:

print(vanilla_cookie.flavor)
print(chocolate_cookie.filling)

Получим ответ в терминале:

ваниль
марципан

Читайте также:

Как работать с объектами: 2‑я часть гайда по ООП

Как изменять объекты после создания

После создания объекта его атрибуты можно изменять. Например, превратить ванильное печенье в овсяное:

new_cookie = Cookie("ваниль", "клубника")
print(new_cookie.show_info())

new_cookie.flavor = "овсяное"
print(new_cookie.show_info())

В этом примере мы напрямую присваиваем атрибуту новое значение. В результате сначала выводятся исходные характеристики объекта, а затем — обновлённые:

Печенье
Вкус: ваниль
Начинка: клубника

Печенье
Вкус: овсяное
Начинка: клубника

Прямое изменение атрибутов работает быстро и просто, но у такого подхода есть ограничения. Если логика изменения состояния объекта становится сложнее — например, требует проверки данных или дополнительных действий, — прямое присваивание перестаёт быть удобным.

Поэтому в объектно-ориентированном программировании часто используют методы класса, которые отвечают за изменение состояния объекта.

Добавим в класс Cookie метод для замены начинки:

def change_filling(self, new_filling):
        self.filling = new_filling
        return "Начинка обновлена."

Теперь создадим объект шоколадного печенья и изменим его начинку с помощью метода change_filling:

chocolate_cookie = Cookie("шоколад", "марципан")
print(chocolate_cookie.show_info())

chocolate_cookie.change_filling("сливки") # Используем метод для замены начинки
print(chocolate_cookie.show_info())

Такой подход удобнее масштабируется: если позже потребуется добавить проверку допустимых начинок или дополнительную логику, её можно реализовать внутри метода, не меняя код в местах использования объекта.

Полностью код обновлённого метода Cookie выглядит так:

class Cookie:
    
    # Конструктор класса
    def __init__(self, flavor, filling):
        self.flavor = flavor        # Атрибут экземпляра: вкус
        self.filling = filling      # Атрибут экземпляра: начинка

    # Методы экземпляра
    def show_info(self):
        return f"Печенье\nВкус: {self.flavor}\nНачинка: {self.filling}\n"
        
    def change_filling(self, new_filling):
        self.filling = new_filling
        return "Начинка обновлена."

В Python можно добавлять новые атрибуты объекту даже после его создания — даже если они не описаны в классе. Например, можно создать объект печенья с атрибутами вкуса (flavor) и начинки (filling), а после добавить новый атрибут — тип посыпки (sprinkling):

chocolate_cookie = Cookie("шоколад", "марципан")
print(chocolate_cookie.show_info())

chocolate_cookie.sprinkling = "сахарная пудра"
print(chocolate_cookie.sprinkling)

Интерпретатор выполнит этот код без ошибок. Однако такой подход может привести к путанице. Атрибут sprinkling появится только у этого объекта. У других экземпляров класса Cookie его не будет.

Что такое деструктор

В Python существует специальный метод __del__, который называют деструктором. Он может быть вызван, когда объект удаляется из памяти.

Добавим деструктор в класс Cookie:

class Cookie:
    
    # Конструктор класса
    def __init__(self, flavor, filling):
        self.flavor = flavor        # Атрибут экземпляра: вкус
        self.filling = filling      # Атрибут экземпляра: начинка
        
    # Деструктор объекта
    def __del__(self): # Используем метод деструктора со ссылкой на сам объект
        print(f"Печенье удалено: вкус -- {self.flavor}, начинка -- {self.filling}") # Выводим сообщение о том, что объект удалён, указывая его атрибуты

Теперь при завершении программы деструктор будет автоматически удалять объекты класса Cookie.

Практика

Закрепим теорию, решив практические задачи. Постарайтесь выполнить их самостоятельно перед тем, как подглядывать в ответы.

Задача 1

Создайте класс Book с атрибутами названия (title), автора (author) и года печати (year). В качестве метода добавьте функцию info (), которая будет выводить атрибуты в формате «Название — Автор (Год)».

class Book:
    def __init__(self, title, author, year):
        self.title = title
        self.author = author
        self.year = year

    def info(self):
        return f"{self.title} -- {self.author} ({self.year})"

# Пример использования класса
new_book = Book("Мастер и Маргарита", "Михаил Булгаков", 1967)
print(new_book.info())

Мастер и Маргарита -- Михаил Булгаков (1967)

Задача 2

Создайте класс Account для банковского счёта с атрибутами владельца (owner) и баланса (balance). Добавьте методы для пополнения счёта (deposit) и для снятия наличных (withdraw). Помните, что нельзя уводить баланс владельца в минус.

С помощью класса создайте объект и проведите с ним три операции пополнения и снятия. Порядок операций и сумму выберите сами. В конце выведите остаток на счету.

class Account:
    def __init__(self, owner, balance=0):
        self.owner = owner
        self.balance = float(balance)

    def deposit(self, amount):
        amount = float(amount)

        if amount <= 0:
            return "Сумма пополнения должна быть больше 0."

        self.balance += amount
        return f"Пополнение: +{amount:.2f}. Баланс: {self.balance:.2f}"

    def withdraw(self, amount):
        amount = float(amount)

        if amount <= 0:
            return "Сумма снятия должна быть больше 0."

        if amount > self.balance:
            return f"Ошибка: недостаточно средств. Баланс: {self.balance:.2f}"

        self.balance -= amount
        return f"Снятие: -{amount:.2f}. Баланс: {self.balance:.2f}"

    def info(self):
        return f"Счёт: {self.owner}\nБаланс: {self.balance:.2f}"


# Операции со счётом
acc = Account("Василий", 100)

print(acc.deposit(50))    # 1) пополнение
print(acc.withdraw(30))   # 2) снятие
print(acc.withdraw(200))  # 3) попытка снять больше, чем есть на счету

print("\nИтог:")
print(acc.info())

Пополнение: +50.00. Баланс: 150.00
Снятие: -30.00. Баланс: 120.00
Ошибка: недостаточно средств. Баланс: 120.00

Итог:
Счёт: Tom
Баланс: 120.00