Python 类中再定义类

在Python中，类是一种用来创建对象的蓝图，它定义了对象的属性和方法。每个对象都是类的实例。除了定义属性和方法之外，Python还允许在类内部定义类。这种在类中再定义类的方式被称为嵌套类或内部类。

为什么要在类中定义类？

在某些情况下，我们可能需要一个类与另一个类有紧密的关联。这时，使用内部类可以更好地组织和封装代码。内部类可以访问外部类的属性和方法，这为程序的设计和实现提供了更大的灵活性。

嵌套类的语法

在Python中，我们可以使用class关键字来定义嵌套类。嵌套类的定义可以直接放在外部类的定义中，也可以放在方法内部。下面是一个简单的示例：

class OuterClass:
    def __init__(self):
        self.outer_var = 10

    def outer_method(self):
        print("Outer method")

    class InnerClass:
        def __init__(self):
            self.inner_var = 20

        def inner_method(self):
            print("Inner method")

在上面的示例中，OuterClass是外部类，InnerClass是嵌套类。嵌套类可以像普通类一样定义属性和方法。

使用嵌套类

使用嵌套类需要先创建外部类的对象，然后通过对象来创建嵌套类的对象。可以通过外部类的对象访问嵌套类的属性和方法。下面是一个示例：

outer_obj = OuterClass()
inner_obj = outer_obj.InnerClass()

print(outer_obj.outer_var)
outer_obj.outer_method()

print(inner_obj.inner_var)
inner_obj.inner_method()

运行上面的代码，可以看到输出结果如下：

10
Outer method
20
Inner method

内部类访问外部类

内部类可以访问外部类的所有属性和方法，包括私有属性和私有方法。内部类可以通过外部类的对象访问外部类的属性和方法。下面是一个示例：

class OuterClass:
    def __init__(self):
        self.outer_var = 10

    def outer_method(self):
        print("Outer method")

    class InnerClass:
        def inner_method(self):
            print("Inner method")
            print(outer_obj.outer_var)  # 访问外部类的属性
            outer_obj.outer_method()  # 调用外部类的方法

outer_obj = OuterClass()
inner_obj = outer_obj.InnerClass()

inner_obj.inner_method()

运行上面的代码，可以看到输出结果如下：

Inner method
10
Outer method

内部类的应用

内部类在实际开发中有很多应用场景。例如，可以使用内部类来实现迭代器、实现状态机、实现访问控制等。

下面是一个使用内部类实现迭代器的示例：

class MyList:
    def __init__(self):
        self.data = [1, 2, 3, 4, 5]
        self.index = 0

    def __iter__(self):
        return self.Iterator()

    class Iterator:
        def __init__(self):
            self.current = 0

        def __next__(self):
            if self.current >= len(outer_obj.data):
                raise StopIteration
            else:
                value = outer_obj.data[self.current]
                self.current += 1
                return value

my_list = MyList()
for value in my_list:
    print(value)

运行上面的代码，可以看到输出结果如下：

1
2
3
4
5

总结

在Python中，我们可以在类中定义类，称为嵌套类或内部类。内部类可以访问外部类的属性和方法，提供了更大的灵活性和封装性。内部类在迭代器、状态机等场景中有广泛的应用。通过掌握内部类的使用，可以提高代码的可读性和可维护性。

流程图

flowchart TD
    A[OuterClass] -->|包含/创建| B(InnerClass)
    B