Python 类的继承与多态

继承

在面向对象编程中类的继承是一个需要掌握的要点。当我们定义一个类时可以继承自一个已经定义好的类,新的类成为子类,被继承的类成为父类或超类。子类将自动获取父类的属性和方法,即子类可不做任何代码编写即可使用父类的属性和方法

继承的使用方法在类名增加一对圆括号并将父类的名称写入圆括号。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age
    
    def print_age(self):
        print("%s's age is %s" % (self.__name, self.__age))

class Man(Person):
    pass

bob = Man('Bob', 33)
bob.print_age()

以上代码执行结果如下

Bob's age is 33

从以上代码可以看出在类 Man 中我们没有实现任何的属性和方法,但是在使用过程中我们却可以使用 print_age 方法,以及初始化私有属性 __name 和 __age,这里就是类的继承的作用,Man 类从 Person 类中继承了所有的属性和方法,既是在 Man 类中没有实现任何的属性和方法同样可以使用 Person 中的属性和方法。

继承最大的好处既子类可以获取父类的所有功能。通过继承可以最大限度的将通用的功能放入基类中减少代码的维护成本。

当然我们也可以单独为子类编写它自己的方法,此时我们可以同时使用子类和父类的方法。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age
    
    def print_age(self):
        print("%s's age is %s" % (self.__name, self.__age))

class Man(Person):
    work = "Teacher"
    
    def print_age(self):
        print("Mr. %s's age is %s" %(self.__name, self.__age))
    
    def print_work(self):
        print("Mr. %s's word is %s" %(self.__name, self.work))

bob = Man('Bob', 33)
bob.print_age()
bob.print_work()

以上代码的执行结果如下

Mr. Bob's age is 33
Mr. Bob's word is Teacher

在以上代码中我们实现了 print_age 方法和 print_work 方法,从执行结果可以看出,在 Man 类中的 print_age 方法覆盖了 Person 类中的 print_age 方法。

当子类和父类中存在同样的方法时,子类中的方法会覆盖父类中的方法,在代码运行过程中总是会调用子类的方法,这既是类的另外一个要点:多态

多态

关于多态,有一个被称作“鸭子类型”(duck typeing)的东西,其含义在维基百科中被表述为:

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(见下面的“历史”章节),“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 python 中多态的经典使用可以用两句话来总结对扩展开放对修改封闭,即著名的「开闭」原则。对扩展开放即可以随意的增加父类的子类;对修改封闭即对于依赖父类的函数,新增子类对该函数无任何影响无需做任何修改。我们可以通过以下代码来加深理解:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def print_age(self):
        print("%s's age is %s" % (self.name, self.age))

class Man(Person):
    def print_age(self):
        print("Mr. %s's age is %s" %(self.name, self.age))

class Woman(Person):
    def print_age(self):
        print("Ms. %s's age is %s" %(self.name, self.age))
        

def person_age(person):
    person.print_age()

person = Person("kevin", 23)
man = Man("Bob", 33)
woman = Woman("Lily", 28)

person_age(person)
person_age(man)
person_age(woman)

以上代码执行结果如下

kevin's age is 23
Mr. Bob's age is 33
Ms. Lily's age is 28

在以上代码中函数 person_age 函数的输入参数为类 Person 的实例,但是在实际执行过程中 Person 的子类 Man 和 Woman 的示例同样可以在 person_age 函数中正常运行,这既是类的多态的作用。实际上任何实现了函数 print_age 函数的类均可作为 person_age 函数的参数且能够正常工作,这既是前面提到的「鸭子类型」。

本文分享自微信公众号 - keinYe(keinYe_zh)

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原始发表时间:2019-01-01

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