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python3中的继承和多态

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2021-06-25
*继承 当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)。 比如,我们已经编写了一个

*继承

当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)。

比如,我们已经编写了一个名为Animal的class,有一个run()方法可以直接打印:

class Animal(object):

 def run(self): print(‘Animal is running...‘)

当我们需要编写DogCat类时,就可以直接从Animal类继承:
DogCatAnimal
class Dog(Animal): pass class Cat(Animal): pass 

对于Dog来说,Animal就是它的父类,对于Animal来说,Dog就是它的子类。CatDog类似。

继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部功能。由于Animial实现了run()方法,因此,DogCat作为它的子类,什么事也没干,就自动拥有了run()方法

如下所示



运行结果如下:dog = Dog() dog.run() cat = Cat() cat.run()

当然,也可以对子类增加一些方法,比如对Cat类Animal is running... Animal is running...
class Cat(Animal): def run(self): print(‘Dog is running...‘) def eat(self): print(‘Eating meat...‘) 
需要注意的是:当子类和父类都存在相同的run()方法时,我们说,子类的run()覆盖了父类的run(),在代码运行的时候,总是会调用子类的run()。这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态。
run()run()run()run()

继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树:




*多态┌───────────────┐ │ object │ └───────────────┘ │ ┌────────────┴────────────┐ │ │ ▼ ▼ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ Animal │ │ Plant │ └─────────────┘ └─────────────┘ │ │ ┌─────┴──────┐ ┌─────┴──────┐ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ Dog │ │ Cat │ │ Tree │ │ Flower │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
要理解什么是多态,我们首先要对数据类型再作一点说明。当我们定义一个class的时候,我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型,比如str、list、dict没什么两样:
比如:
a = list() # a是list类型 b = Animal() # b是Animal类型 c = Dog() # c是Dog类型 

判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断:

>>> isinstance(a, list) True >>> isinstance(b, Animal) True >>> isinstance(c, Dog) True 

看来abc确实对应着listAnimalDog这3种类型。

但是等等,试试:

>>> isinstance(c, Animal) True 

看来c不仅仅是Dogc还是Animal

不过仔细想想,这是有道理的,因为Dog是从Animal继承下来的,当我们创建了一个Dog的实例c时,我们认为c的数据类型是Dog没错,但c同时也是Animal也没错,Dog本来就是Animal的一种!

所以,在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也可以被看做是父类。但是,反过来就不行:

>>> b = Animal() >>> isinstance(b, Dog) False 

Dog可以看成Animal,但Animal不可以看成Dog

要理解多态的好处,我们还需要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal类型的变量:

def run_twice(animal): animal.run() animal.run() 

当我们传入Animal的实例时,run_twice()就打印出:

>>> run_twice(Animal()) Animal is running... Animal is running... 

当我们传入Dog的实例时,run_twice()就打印出:

>>> run_twice(Dog()) Dog is running... Dog is running... 

当我们传入Cat的实例时,run_twice()就打印出:

>>> run_twice(Cat()) Cat is running... Cat is running... 

看上去没啥意思,但是仔细想想,现在,如果我们再定义一个Tortoise类型,也从Animal派生:

class Tortoise(Animal): def run(self): print(‘Tortoise is running slowly...‘) 

当我们调用run_twice()时,传入Tortoise的实例:

>>> run_twice(Tortoise()) Tortoise is running slowly... Tortoise is running slowly... 

你会发现,新增一个Animal的子类,不必对run_twice()做任何修改,实际上,任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行,原因就在于多态。

多态的好处就是,当我们需要传入DogCatTortoise……时,我们只需要接收Animal类型就可以了,因为DogCatTortoise……都是Animal类型,然后,按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是Animal类或者子类,就会自动调用实际类型的run()方法,这就是多态的意思

 

*动态语言与静态语言的区别

静态语言

对于静态语言(例如Java)来说,如果需要传入Animal类型,则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类,否则,将无法调用run()方法。

动态语言

对于Python这样的动态语言来说,则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了。

这就是动态语言的“鸭子类型”,它并不要求严格的继承体系,一个对象只要“看起来像鸭子,走起路来像鸭子”,那它就可以被看做是鸭子。

就是说只要有一个方面相似,就能继承。

小结:继承可以把父类的所有功能都直接拿过来,这样就不必重零做起,子类只需要新增自己特有的方法,也可以把父类不适合的方法覆盖重写。
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