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Python 语言中的 “鸭子类型”

提到 “鸭子类型”,就要先讲讲面向对象编程语言中的继承和多态。

继承

首先创建一个 Animal() 父类,父类继承自 objectobject 是所有类都会继承的类:

class Animal(object):
    
    def run(self):
        print("The animal is running...")

然后创建两个子类,继承自 Animal()

class Dog(Animal):
    pass

class Cat(Animal):
    pass

继承的意思就是拥有所有父类的特性。这也是继承的好处,实现了代码复用。所以,Dog()Cat() 均有了 run() 方法:

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()
--------------
The animal is running...
The animal is running...

多态

继承也允许我们对代码进行一些改进,使其符合实际:

class Dog(Animal):

    def run(self):
        print('The dog is running...')

class Cat(Animal):

    def run(self):
        print('The cat is running...')

运行结果如下:

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()
--------------
The dog is running...
The cat is running...

可以看到子类的 run() 方法覆盖了父类的 run()方法。该运行结果体现的就是多态。简单来说,多态就是在子类中覆写父类的方法。这样做的好处是同样名称的方法在不同的子类中会有不同的行为。比方说,动物里面包含很多不同种类的动物,如:猫,狗,猪等等,但是它们有相同的特性就是跑,我们可以使用相同的方法来访问它们。

鸭子类型

在程序设计中,鸭子类型(英语:duck typing)是动态类型的一种风格。在这种风格中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由"当前方法"方法 (计算机科学)")和属性的集合"决定。这个概念的名字来源于由James Whitcomb Riley提出的鸭子测试,“鸭子测试”可以这样表述:“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。” 在鸭子类型中,关注点在于对象的行为,能作什么;而不是关注对象所属的类型。-- 摘自鸭子类型的维基百科

首先我们先看看下面的代码:

class Animal(object):
    
    def run(self):
        print("The animal is running...")

class Dog(Animal):

    def run(self):
        print('The dog is running...')

class Cat(Animal):

    def run(self):
        print('The cat is running...')

def makeRun(animalType):
    animalType.run()

dog = Dog()
cat = Cat()
makefun(Dog)
makeRun(cat)

输出结果为:

The dog is running...
The cat is running...

我们可以使用一个函数 makeRun() 来访问不同 Animal 子类中的相同方法。但其实对于上面的 makeRun() 函数来说,传入的参数并不一定需要是 Animal 类型的,只需要保证传入的对象有一个 run() 方法即可,如下面代码所示。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。

class Person(object):
    def run(self):
        print("The person is running...")

person = Person()
makeRun(person)
----------------------------
The person is running...

而在静态语言中,如 Java ,如果需要传入 Animal 类型,则传入的对象就必须是 Animal 类型或者它的子类,否则,将无法调用 run() 方法。

参考

[1]. 继承和多态 - 廖雪峰的官方网站 [2]. Polymorphism - Python Tutorials

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