本篇文章用「水井三寶」（烏龜、白馬、姻緣花）為主題，展示了 Python 類的七大核心技術：
- 封裝：保護烏龜的能量值。
- 繼承：白馬繼承寶物基類的吉祥能力。
- 多型：烏龜和姻緣花用不同方式「說話」。
- 類與實例屬性：共享「水井吉祥」，每個寶物有獨特名稱。
- 特殊方法：姻緣花自訂顯示和加法。
- 類方法與靜態方法：白馬的召喚和速度計算。
- 屬性管理：控制烏龜年齡的存取。
範例一：封裝（Encapsulation）
封裝保護物件內部資料，限制外部直接存取。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | class Turtle: def __init__(self, name): self.__energy = 100 # 私有屬性：能量值 self.name = name def get_energy(self): # 公開方法存取 return self.__energy def use_energy(self, amount): if amount > 0: self.__energy -= amount return f"{self.name} 使用 {amount} 能量，剩餘 {self.__energy}" return "無效的能量消耗！" # 測試 t = Turtle("烏龜") print(t.get_energy()) # 輸出: 100 print(t.use_energy(20)) # 輸出: 烏龜 使用 20 能量，剩餘 80 # print(t.__energy) # 錯誤！無法直接存取私有屬性 |
執行結果：
100 烏龜 使用 20 能量，剩餘 80
解釋：__energy 是私有屬性，外部無法直接存取，只能透過 get_energy 和 use_energy 方法控制，展現封裝保護資料的能力。
範例二：繼承（Inheritance）
繼承讓子類重用父類的屬性和方法。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | class Treasure: def __init__(self, name): self.name = name def bless(self): return f"{self.name} 帶來吉祥！" class WhiteHorse(Treasure): # 繼承 Treasure def gallop(self): # 子類專屬方法 return f"{self.name} 飛馳千里！" # 測試 horse = WhiteHorse("白馬") print(horse.bless()) # 輸出: 白馬 帶來吉祥！（來自父類） print(horse.gallop()) # 輸出: 白馬 飛馳千里！（子類專有） |
白馬 帶來吉祥！
白馬 飛馳千里！
解釋：WhiteHorse 繼承 Treasure，可直接使用父類的 bless 方法，並新增自己的 gallop 方法，展示程式碼重用。
範例三：多型（Polymorphism）
多型允許不同類的物件以統一方式處理不同行為。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | class Treasure: def speak(self): pass # 抽象方法，子類需實現 class Turtle(Treasure): def speak(self): return "烏龜：穩重長壽！" class MarriageFlower(Treasure): def speak(self): return "姻緣花：愛情綻放！" # 測試 treasures = [Turtle(), MarriageFlower()] for t in treasures: print(t.speak()) # 輸出: 烏龜：穩重長壽！ 和 姻緣花：愛情綻放！ |
執行結果：
烏龜：穩重長壽！
姻緣花：愛情綻放！
解釋：Turtle 和 MarriageFlower 都實現了 speak 方法，但行為不同。透過統一的 speak() 呼叫展現多型。
範例四：類與實例屬性（Class and Instance Attributes）
類屬性共享於所有實例，實例屬性獨立於每個物件。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | class Treasure: shared_blessing = "水井吉祥" # 類屬性 def __init__(self, name): self.name = name # 實例屬性 def describe(self): return f"{self.name} 擁有 {Treasure.shared_blessing}" # 測試 t1 = Treasure("烏龜") t2 = Treasure("白馬") print(t1.describe()) # 輸出: 烏龜 擁有 水井吉祥 print(t2.describe()) # 輸出: 白馬 擁有 水井吉祥 Treasure.shared_blessing = "三寶輝煌" # 修改類屬性 print(t1.describe()) # 輸出: 烏龜 擁有 三寶輝煌 |
執行結果：
烏龜 擁有 水井吉祥 白馬 擁有 水井吉祥 烏龜 擁有 三寶輝煌
解釋：shared_blessing 是類屬性，所有實例共享，修改它會影響所有物件；name 是實例屬性，各物件獨立。
範例五：特殊方法（Magic/Dunder Methods）
特殊方法自訂物件行為，如字串表示或運算。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | class MarriageFlower: def __init__(self, beauty): self.beauty = beauty def __str__(self): # 自訂字串表示 return f"姻緣花 美麗值: {self.beauty}" def __add__(self, other): # 自訂加法 total_beauty = self.beauty + other.beauty return MarriageFlower(total_beauty) # 測試 f1 = MarriageFlower(10) f2 = MarriageFlower(20) print(f1) # 輸出: 姻緣花 美麗值: 10 combined = f1 + f2 print(combined) # 輸出: 姻緣花 美麗值: 30 |
執行結果：
姻緣花 美麗值: 10 姻緣花 美麗值: 30
解釋：__str__ 自訂 print 輸出；__add__ 讓 + 運算符合併兩朵姻緣花的美麗值，展示特殊方法的靈活性。
範例六：類方法與靜態方法（Class Methods and Static Methods）
類方法操作類本身，靜態方法獨立於類和實例。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | class WhiteHorse: @classmethod def summon(cls, name): # 類方法 return cls() @staticmethod def calculate_speed(distance, time): # 靜態方法 return f"白馬速度：{distance / time} 公里/小時" def __init__(self): self.name = "白馬" # 測試 horse = WhiteHorse.summon("白馬") # 類方法創建實例 print(WhiteHorse.calculate_speed(100, 2)) # 輸出: 白馬速度：50.0 公里/小時 |
執行結果：
白馬速度：50.0 公里/小時
解釋：@classmethod 的 summon 使用 cls 創建實例；@staticmethod 的 calculate_speed 獨立計算，無需實例。
範例七：屬性管理（Property Decorators）
屬性裝飾器將方法偽裝成屬性，控制存取。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | class Turtle: def __init__(self, age): self._age = age # 保護屬性 @property def age(self): # getter return self._age @age.setter def age(self, value): # setter if value < 0: raise ValueError("烏龜年齡不能為負！") self._age = value # 測試 t = Turtle(50) print(t.age) # 輸出: 50 t.age = 100 # 使用 setter 修改 print(t.age) # 輸出: 100 # t.age = -10 # 會拋出錯誤 |
執行結果：
50 100
解釋：@property 讓 _age 像屬性一樣存取；@age.setter 控制賦值，確保年齡不為負數。
