کلاس‌ها و اشیاء

درک عملی «کلاس» و «شیء» در پایتون

در این بخش فرض می‌کنیم قبلاً ایدهٔ کلی برنامه‌نویسی شی‌گرا را گرفته‌اید و اینجا می‌خواهیم خیلی مشخص ببینیم:

• کلاس در پایتون دقیقاً چیست؟
• شیء (Object) چیست؟
• چطور از روی یک کلاس، شیء می‌سازیم (مثالش در دنیای واقعی چیست؟)
• چطور با نقطه (.) به داده‌ها و رفتارهای یک شیء دسترسی پیدا می‌کنیم؟
• چند مثال ساده و کاربردی

یادتان باشد اینجا هنوز وارد جزئیات متد __init__، وراثت و … نمی‌شویم؛ آن‌ها در بخش‌های بعدی فصل می‌آیند.

کلاس به عنوان «الگو» (یا نقشهٔ ساخت)

یک شکل ساده برای فهم کلاس:

• کلاس = نقشه، قالب، طرح
• شیء = نمونه‌ای واقعی که طبق آن نقشه ساخته شده

برای نمونه:

• کلاس Car = تعریف کلی اینکه «ماشین چیست؟ چه ویژگی‌هایی دارد؟ چه کارهایی می‌تواند بکند؟»
• شیء my_car از کلاس Car = یک ماشین واقعی مشخص (مثلاً یک پژو سفید مدل ۱۳۹۸)

در پایتون، کلاس معمولاً با کلمهٔ کلیدی class تعریف می‌شود. یک مثال خیلی ساده:

class Dog:
    pass

این کد فقط یک کلاس به نام Dog تعریف می‌کند که فعلاً هیچ‌کاری نمی‌کند (pass یعنی «فعلاً خالی بمان»).

در اینجا:

• Dog نام کلاس است (با حرف بزرگ شروع شده که یک قرارداد رایج است، نه اجبار).
• داخل بدنهٔ کلاس (زیر class Dog: با تورفتگی) بعداً ویژگی‌ها و متدها را تعریف می‌کنیم.

---

شیء (Object) چیست؟

وقتی می‌گوییم «پایتون کاملاً شی‌گراست»، یعنی خیلی چیزهایی که استفاده می‌کنید خودشان شیء هستند:

• عدد 5 یک شیء است.
• رشته‌ی "salam" یک شیء است.
• لیست [1, 2, 3] یک شیء است.

هر شیء:

• از روی یک کلاس ساخته شده (حتی اگر شما آن کلاس را مستقیماً ننویسید، پایتون آن را دارد، مثلاً int، str، list و …).
• داده دارد (مثلاً طول رشته، عناصر لیست و …).
• رفتار دارد (مثلاً متد .append() روی لیست، یا .upper() روی رشته).

ساختن شیء از روی کلاس (نمونه‌سازی / instantiation)

وقتی یک کلاس خودمان تعریف کنیم، می‌توانیم از روی آن، مثل «ساختن یک چیز جدید»، شیء بسازیم. به این کار معمولاً می‌گوییم:

• نمونه‌سازی (instantiation)
• ساختن یک نمونه (instance creation)

مثال:

class Dog:
    pass
dog1 = Dog()
dog2 = Dog()

اینجا:

• Dog کلاس است.
• Dog() یک شیء (نمونه) جدید از این کلاس می‌سازد.
• dog1 و dog2 دو شیء (instance) متفاوت هستند؛ هرچند فعلاً هیچ ویژگی خاصی ندارند.

نکته: Dog (بدون پرانتز) نام کلاس است، Dog() (با پرانتز) یعنی «بساز یک شیء جدید از این کلاس».

تفاوت «کلاس» و «شیء» در نگاه کدنویسی

خلاصهٔ تفاوت‌ها:

• کلاس:
• فقط تعریف است (می‌گوید این نوع چیزها چه داده و رفتاری می‌توانند داشته باشند).
• یک بار نوشته می‌شود، اما می‌توان بی‌نهایت بار از رویش شیء ساخت.
• شیء (instance):
• چیز واقعی ساخته شده از روی کلاس است.
• داده‌های خودش را دارد (مثلاً نام، سن، رنگ و …).
• متدهای کلاس را می‌تواند اجرا کند (رفتار نشان می‌دهد).

مثال ساده‌تر:

class Person:
    pass
ali = Person()
mina = Person()

• Person = تعریف کلی یک «شخص»
• ali و mina = دو شخص واقعی (شیء / instance)

---

افزودن داده (خصوصیت/ویژگی) به اشیاء

فعلاً بدون ورود به متد __init__، می‌توانیم بعد از ساختن شیء، به آن ویژگی اضافه کنیم. این کار بیشتر برای فهم اولیه‌ است، بعدها نحوهٔ اصولی‌تر را می‌بینید.

class Person:
    pass
person1 = Person()
person2 = Person()
person1.name = "Ali"
person1.age = 20
person2.name = "Sara"
person2.age = 25
print(person1.name, person1.age)  # Ali 20
print(person2.name, person2.age)  # Sara 25

چیزهای مهم در این مثال:

• person1.name = "Ali" یعنی روی شیء person1 یک ویژگی به نام name می‌سازیم و به آن مقدار "Ali" می‌دهیم.
• person2.name کاملاً جدا از person1.name است؛ یعنی هر شیء داده‌های خودش را دارد.
• دسترسی با علامت نقطه انجام می‌شود:
• نوشتن/ساختن: person1.age = 20
• خواندن: print(person1.age)

این نوع ویژگی‌ها را معمولاً «ویژگی نمونه» یا «Instance Attribute» می‌گویند؛ یعنی به هر نمونه (شیء) تعلق دارند، نه به کل کلاس به طور مشترک.

مثال: کلاس «کتاب» و اشیاء آن

یک مثال ملموس‌تر:

• می‌خواهیم با کلاس، یک مفهوم کتاب را مدل کنیم.
• هر کتاب باید مثلاً عنوان (title) و نویسنده (author) داشته باشد.

class Book:
    pass
book1 = Book()
book2 = Book()
book1.title = "یادگیری پایتون"
book1.author = "نویسنده الف"
book2.title = "مقدمات برنامه‌نویسی"
book2.author = "نویسنده ب"
print(book1.title, "-", book1.author)
print(book2.title, "-", book2.author)

خروجی چیزی شبیه این خواهد بود:

یادگیری پایتون - نویسنده الف
مقدمات برنامه‌نویسی - نویسنده ب

اینجا:

• Book کلاس است (الگو).
• book1, book2 دو شیء از کلاس Book هستند (دو کتاب واقعی مختلف).
• هر شیء ویژگی‌های خودش را دارد.

---

نوع (type) اشیاء ساخته‌شده از کلاس

همان‌طور که type(5) می‌شود int، برای شیءهای ساخته‌شده‌ی خودمان هم type(...) کلاس‌شان را نشان می‌دهد:

class Dog:
    pass
dog1 = Dog()
dog2 = Dog()
print(type(dog1))
print(type(dog2))

خروجی (تقریباً) چیزی شبیه این خواهد بود:

<class '__main__.Dog'>
<class '__main__.Dog'>

• یعنی: dog1 و dog2 هر دو «از نوع Dog» هستند.
• اگر type(dog1) == Dog را چک کنید، مقدارش True است:

print(type(dog1) == Dog)  # True

چرا چند شیء از روی یک کلاس مفید است؟

علت اصلی استفاده از کلاس و شیء همین است: تعریف یک الگو، و ساختن چندین نمونه مختلف طبق آن.

مثلاً:

• می‌خواهید لیست دانش‌آموزان یک کلاس را نگه دارید.
• هر دانش‌آموز:
• نام (name)
• سن (age)
• شماره دانش‌آموزی (student_id)
• و … دارد.

می‌توانید:

1. یک کلاس Student تعریف کنید.
2. برای هر دانش‌آموز یک شیء Student بسازید.
3. مثلاً همه را در یک لیست جمع کنید.

نمونه:

class Student:
    pass
s1 = Student()
s1.name = "Ali"
s1.age = 16
s2 = Student()
s2.name = "Sara"
s2.age = 17
students = [s1, s2]
for student in students:
    print(student.name, "-", student.age)

بعداً در متدها و __init__ خواهید دید چطور می‌شود این کار را منظم‌تر و کوتاه‌تر انجام داد؛ اما در حال حاضر هدف این است که بفهمید:

• «یک کلاس داریم، و چند نمونه از آن می‌سازیم، و روی هر نمونه به‌صورت جداگانه داده ذخیره می‌کنیم.»

---

کلاس به عنوان «نوع دادهٔ جدید»

می‌توانید کلاس را این‌طور هم ببینید:

• در اوایل دوره یاد گرفتید:
• int = نوع اعداد صحیح
• float = نوع اعداد اعشاری
• str = متن
• حالا:
• class Person: یعنی شما یک نوع دادهٔ جدید تعریف می‌کنید.

مثال:

class Person:
    pass
p1 = Person()
p2 = Person()
print(isinstance(p1, Person))  # True
print(isinstance(5, Person))   # False

تابع isinstance (که قبلاً با آن آشنا شده‌اید یا در فصل توابع/کتابخانه‌ها خواهید دید) بررسی می‌کند که:

• آیا p1 یک نمونه از کلاس Person است؟
• جواب: True

پس کلاس در واقع نوع (Type) جدیدی تعریف می‌کند که اشیائش (نمونه‌هایش) از آن نوع هستند.

نام‌گذاری کلاس‌ها و اشیاء

چند قرارداد ساده و مهم:

• نام کلاس‌ها معمولاً با حرف بزرگ شروع می‌شوند و اگر چند کلمه باشند، هر کلمه بزرگ آغاز می‌شود:
• Person, Student, BankAccount, Car, ShoppingCart
• نام شیءها مثل متغیرها معمولاً با حرف کوچک شروع می‌شوند:
• ali, my_car, account1, cart

این فقط قرارداد است، نه اجبار. ولی رعایت آن:

• کد را خواناتر می‌کند.
• برای دیگر برنامه‌نویسان (و حتی خودتان در آینده) خیلی کمک‌کننده است.

---

تمرکز روی استفادهٔ روزمره: ساختن و استفاده از کلاس ساده

بیایید یک مثال کمی بزرگ‌تر ولی همچنان ساده را ببینیم که در آن:

• یک کلاس BankAccount تعریف می‌کنیم.
• چند حساب مختلف (شیء) از روی آن می‌سازیم.
• فعلاً فقط روی ذخیرهٔ داده در سطح شیء تمرکز می‌کنیم.

class BankAccount:
    pass
acc1 = BankAccount()
acc2 = BankAccount()
acc1.owner = "Ali"
acc1.balance = 1000
acc2.owner = "Sara"
acc2.balance = 5000
print("حساب ۱:", acc1.owner, "-", acc1.balance)
print("حساب ۲:", acc2.owner, "-", acc2.balance)

چیزی که باید از این مثال در ذهن بماند:

• BankAccount = تعریف نوع «حساب بانکی»
• acc1, acc2 = دو حساب بانکی مختلف (دو شیء / instance)
• هر حساب:
• صاحب (owner) مخصوص خودش را دارد.
• موجودی (balance) مخصوص خودش را دارد.

در بخش «ویژگی‌ها و متدها» و «متد __init__» خواهید دید که:

• چطور این ویژگی‌ها را موقع ساخت شیء به‌طور منظم مقداردهی کنیم.
• چطور رفتارهایی مثل «واریز»، «برداشت»، «نمایش موجودی» را به شکل متد در کلاس تعریف کنیم.

---

جمع‌بندی مفهومی

نکات کلیدی این بخش:

1. کلاس یک الگو / نوع دادهٔ جدید / طرح کلی است.
2. شیء (instance) یک نمونهٔ واقعی ساخته شده از آن کلاس است.
3. از یک کلاس می‌توان چندین شیء مختلف با داده‌های متفاوت ساخت.
4. روی هر شیء، با علامت .:
• می‌توانیم ویژگی (Attribute) بسازیم و مقدار بدهیم.
• بعداً متدها را هم صدا می‌زنیم (در بخش‌های بعدی).
5. کلاس = تعریف «چه چیزهایی این نوع دارد و چه کارهایی می‌تواند بکند»،
   شیء = «یکی از آن چیزها» با داده‌های مشخص خودش.

در ادامهٔ فصل، خواهید دید:

• چطور همین کلاس‌ها را با ویژگی‌ها و متدها کامل‌تر کنیم.
• چگونه از متد ویژه‌ی __init__ برای مقداردهی اولیهٔ اشیاء استفاده کنیم.
• چطور با شیوه‌های شی‌گرا، برنامه‌های منظم‌تر و قابل‌گسترش‌تری بنویسیم.