1. 什麼是 Python 的建構子？
對剛開始學習 Python 的初學者來說，「建構子」這個詞聽起來可能有點難理解。但其實建構子是學習 Python 類別時不可或缺的重要功能之一。本章節將說明建構子的基本作用以及它的重要性。
什麼是建構子？
建構子是物件導向程式設計中的一種特殊方法，在建立類別實例（Instance）時會自動被呼叫。在 Python 中，這個方法稱為 __init__。
具體來說，建構子有以下幾個用途：
- 在建立類別實例時進行初始化處理。
- 設定實例所需的屬性（Property）。
- 準備初始設定所需的資料與狀態。
為什麼需要建構子？
建構子的存在是為了更有效率地管理實例。例如在以下情況下特別有用：
- 根據每個實例設定不同的初始資料。
- 像是資料庫或檔案的連線等，只需在建立實例時執行一次的處理。
2. 在 Python 中定義建構子的基本語法
在 Python 中定義建構子的方法非常簡單。本章節將透過基本語法與範例，學習如何撰寫建構子。
基本語法
Python 的建構子是以 __init__ 方法來實作的。以下是基本語法：
class 類別名稱:
def __init__(self, 引數1, 引數2, ...):
## 初始化處理
self.屬性1 = 引數1
self.屬性2 = 引數2這個 __init__ 方法會在建立實例時自動被呼叫。而 self 代表類別本身的實例，透過它可以設定實例變數（屬性）。
基本範例
來看看以下的範例：
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
## 建立實例
person1 = Person("太郎", 25)
## 確認屬性
print(person1.name) ## 輸出: 太郎
print(person1.age) ## 輸出: 25這段程式碼中，我們建立了 Person 類別，並初始化 name 和 age 屬性。執行 Person("太郎", 25) 時，__init__ 方法會自動被呼叫，name 被設定為「太郎」、age 則是「25」。
使用預設引數的範例
透過設定預設值，可以建立更具彈性的建構子：
class Person:
def __init__(self, name, age=30):
self.name = name
self.age = age
person1 = Person("太郎") ## 年齡預設為 30
person2 = Person("花子", 25) ## 指定年齡為 25
print(person1.age) ## 輸出: 30
print(person2.age) ## 輸出: 25透過使用預設引數，可以定義當引數未提供時的預設行為。
3. 繼承時的建構子呼叫方式
在 Python 中，當子類別（Subclass）繼承父類別（Superclass）時，也可以使用建構子。但要正確呼叫父類別的建構子，需要使用 super() 函數。
super() 的基本用法
super() 是 Python 提供的一個內建函數，用來呼叫父類別的方法。這在覆寫（Override）建構子時非常有用。
class Animal:
def __init__(self, name):
self.name = name
class Dog(Animal):
def __init__(self, name, breed):
super().__init__(name)
self.breed = breed
dog1 = Dog("Pochi", "柴犬")
print(dog1.name) ## 輸出: Pochi
print(dog1.breed) ## 輸出: 柴犬透過 super().__init__(name)，可以在子類別中正確地初始化父類別的屬性。
super() 的注意事項
- 必須在
__init__中使用super()，才能正確初始化繼承的屬性。 - 如果不使用
super()，可能會導致父類別的屬性未正確設置。
4. Python 中實作多個建構子的方式
Python 不支援像 Java 或 C++ 那樣的建構子多載（Overload），也就是無法用相同名稱定義多個建構子。不過，可以透過以下幾種方法實現類似的效果。
方法1：使用預設引數
class Person:
def __init__(self, name=None, age=None):
self.name = name if name is not None else "不明"
self.age = age if age is not None else 0
person1 = Person()
person2 = Person("太郎", 25)
print(person1.name) ## 輸出: 不明
print(person2.name) ## 輸出: 太郎方法2：使用 @classmethod 製作替代建構子
可以利用 @classmethod 定義類別方法，作為「替代建構子」。
class Book:
def __init__(self, title, author):
self.title = title
self.author = author
@classmethod
def from_string(cls, book_str):
title, author = book_str.split("/")
return cls(title, author)
book1 = Book.from_string("Python入門/山田太郎")
print(book1.title) ## 輸出: Python入門這樣可以根據不同格式的資料建立實例，實現多樣化的初始化方式。
5. 建構子撰寫的最佳實踐
在撰寫建構子時，遵守以下幾點可以讓程式碼更易於維護與擴展。
1. 讓建構子保持簡潔
建構子應只處理初始化相關的處理，避免包含過多邏輯。
2. 使用預設值以提高彈性
透過設定預設值，可以讓類別更容易被重複使用。
3. 配合 @classmethod 提供替代建構子
可以因應不同資料來源（如：文字、JSON、資料庫）提供不同的初始化方法。
4. 繼承時記得使用 super()
避免遺漏父類別的初始化處理，尤其在多重繼承的情況下更顯重要。
6. Python 建構子的常見錯誤與除錯方法
在使用建構子時，初學者常會遇到一些錯誤。這裡列出幾個常見錯誤與對應的解決方式。
錯誤1：__init__ 拼寫錯誤
class Sample:
def __inti__(self):
print("Hello")上述例子中，__init__ 拼錯成 __inti__，導致建構子不會自動執行。
錯誤2：忘記加上 self
class Sample:
def __init__():
print("Hello")建構子的第一個參數必須是 self。若省略會出現錯誤訊息：「TypeError: __init__() takes 0 positional arguments but 1 was given」
錯誤3：未正確呼叫父類別的建構子
在繼承時若未使用 super() 呼叫父類別的建構子，父類的屬性將不會被初始化。
錯誤4：引數數量不一致
class Person:
def __init__(self, name):
self.name = name
person = Person() ## 會發生 TypeError呼叫建構子時必須提供對應數量的引數，否則會拋出錯誤。
7. 建構子與其他特殊方法的差異
Python 中還有其他特殊方法（魔術方法），與 __init__ 不同的是，它們通常在特定操作時被自動觸發。
__new__ 方法
__new__ 是在建立實例之前被呼叫的方法，主要用於控制實例的產生。通常搭配 __init__ 使用，但使用場景較少。
__del__ 方法
__del__ 是解構子（Destructor），在物件被銷毀時自動執行。可用於釋放資源。
class Sample:
def __del__(self):
print("物件已刪除")8. 總結：掌握 Python 建構子的關鍵
建構子是 Python 類別設計中不可或缺的一環。透過本篇文章，你已學會：
__init__的基本語法與用途- 如何在繼承時使用
super()呼叫父類別建構子 - 利用預設值與
@classmethod實作多樣化初始化方式 - 常見錯誤與除錯技巧
- 建構子與其他特殊方法的區別
透過實作與練習，你將能更靈活地運用 Python 的建構子來設計更強大且易維護的程式架構。