面向初学者的 Python 面向对象编程教程：内置数据类型与 object 根类详解

科技笔记（传感） 20260514

面向初学者的 Python 面向对象编程教程：内置数据类型与 object 根类详解

摘要

Python 中的类体系结构中，所有类最终都继承自一个基础类——object。作为所有新式类的起点，object 在 Python 的继承体系中扮演着核心角色。

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本文档专注于 Python 的面向对象编程实践，适合已经掌握 Python 基础语法并了解单片机开发的读者。内容重点围绕嵌入式上位机的应用场景，涵盖串口通信、数据处理及动态可视化等典型应用，并借助 Sourcetrail 工具实现代码结构的可视化分析，帮助理解类与对象之间的关系。

正文

在 Python 中，内置数据类型包括数字、序列、映射、类、实例和异常。这些基础类型如字符串（str）、列表（list）、元组（tuple）和字典（dict）都是 Python 预定义的一部分，构成了语言的基本数据结构。

在 Python 的设计中，object 是所有类的根类。无论类是否显式声明其父类，最终都将继承自 object。这种设计确保了类体系的一致性与灵活性。例如，在类未显式定义继承关系时，系统会默认将其视为 object 的子类。类的继承关系可通过 __mro__ 属性查看，该属性返回一个包含所有父类的元组。

class Employee:    pass# 等价于 class Employee(object):# 打印类的继承关系print(Employee.__mro__)

object 类为所有 Python 对象提供了一组通用的方法和属性，包括构造函数、属性访问、对象比较、布尔值计算等。下面列举了 object 类中一些常用的方法及其用途。

__init__()：对象初始化方法。尽管 object 类的 __init__ 方法本身功能有限，但在子类中定义构造函数时，建议调用 super().__init__() 以保证基类的初始化逻辑。
__str__()：返回对象的字符串表示，可由子类重写以定义对象的显示方式。
__getattr__(), __setattr__(), __delattr__()：分别用于属性访问、设置和删除操作，允许在访问不存在属性时插入自定义行为。
__eq__(), __ne__()：定义对象的相等与不等判断方式，可自定义对象比较逻辑。
__hash__()：用于生成对象的哈希值，常用于字典或集合等数据结构。
__bool__()：决定对象在布尔上下文中（如 if 语句）的真假值。
__dir__(), __doc__()：__dir__() 提供类的属性和方法列表；__doc__ 用于获取类的文档字符串。

值得注意的是，object 类的实例是不能随意添加属性的。例如，以下代码尝试向 object 实例添加属性时将引发错误：

o = object()o.x = 5

这是因为 Python 设计上限制了 object 实例的灵活性，以节省内存。object 类的职责是为其他类的定义和实例化提供统一的基础，而非直接用于创建复杂对象。

在进一步理解类和对象关系的过程中，object 类和 type 类之间的关系也值得探讨。type 是 Python 用于构建类的元类，而 object 则是所有实例的起点。这种层次关系帮助开发者更清晰地把握 Python 类与对象的内部结构和行为。

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