【4】类的继承和多态-简易的Python面向对象教程

前言

面向对象是所有高级语言（Python，Java，C++等）的基石，是重中之重。

这个文章系列的目的是通过简单易懂的例子，深入浅出，让Python学习者牢固的掌握Python面向对象的概念和方法。

本系列包括：

面向对象(1) - 属性，构造方法，self关键词。

面向对象(2) - 实例方法 (本文)

面向对象(3) - 类属性和类方法

面向对象(4) - 继承和多态，以及一个综合小游戏案例

类的继承，父类，子类

看这张图：

上面有一条小狗，代表了普通的狗。

下面有警犬，牧羊犬和宠物犬，他们都是狗。

但他们又有独特的特点，具有额外的属性或者技能。

警犬有侦探功能，所以有detect()方法，有额外的属性ability，表示它的侦探能力等级。

牧羊犬有保护养的功能，所以有protect()方法，有额外的num_of_sheeps表示它可以保护几只羊。

宠物犬有唱歌的功能，所以有sing()方法，有额外的属性price表示价格。

动物界具有天然的继承关系，人类也是，我们一代代继承下来。继承了前辈们的属性和能力，又发展了自己独特的属性和能力。

在图中的例子，我们如何在程序中表示普通的狗，牧羊犬，警犬等呢？

我们可以把detect(), protect()等函数和属性直接加在Dog里面，但这并不合理，因为并不是所有的狗可以侦查，并不是所有的狗都可以保护养。

正确的作法是创建新的类，这些新的类继承Dog类：

SheepDog 表示牧羊犬

PoliceDog 表示警犬

PetDog 表示宠物犬

在这里Dog被称为父类，SheepDog等被称为子类。

子类会自动拥有父类的属性和方法，自己也可以添加自己的独特属性和方法。

子类的定义

现在来定义SheepDog。先看看我们原来的Dog类：

定义子类SheepDog

仔细阅读上面的代码，观察它的特点：

声明继承关系

SheepDog(Dog)这种写法：括号中的Dog表示Dog是SheepDog的父类。

我们定义Dog的时候没有括号，表示它没有父类（实际上它默认继承了Object类）。

构造函数和super()方法

子类也有构造函数init方法，传入各项必要的属性。

构造函数的第一行调用父类的构造函数，因为牧羊犬首先也是一个Dog，所以要先构造一个Dog出来。

其中super()代表父类。我们用self表示自己，用super()表示父类。注意self是一个关键词，是没有括号的，super()是一个函数，是有括号的。

值得注意的是，使用self可以访问父类的属性和方法，因为父类的就是自己的。在构造函数中我们使用super()来调用父类的构造函数是因为子类和父类都有__init__方法，如果不适用super()就会调用自己的__init__方法，这种情况下需要用super)()来明确指定要访问父类的方法。

第二行添加了牧羊犬的独特属性num_of_sheeps。这样牧羊犬有4个属性，其中3个属性是继承自父类的，一个是自己独有的。

使用子类

子类的使用和父类是一样的：

调用构造函数创建实例。

通过变量名访问属性。

通过变量名调用方法。注意bark()是父类的函数，子类可以直接使用。

给子类添加新的方法

我们给SheepDog添加它的独特方法protect():

调用一下试试看：

覆盖父类的方法

因为继承的关系，SheepDog直接就有bark()方法，这是从父类继承过来的。

假设牧羊犬的叫声和普通叫声是不一样的，我们在子类中覆盖父类中的方法：

这时候再调用bark()方法就会使用子类中定义的方法：

打印的结果是：

集成和覆盖的用处举例

类的继承和对父类方法的覆盖在代码设计中很有用。假设有个程序的界面是这样的：

按钮就是一个类，比如叫做Button。

为了实现不同的皮肤，我们可以写一个类继承Button类，假设就叫做MyButton吧，子类自动拥有了父类的属性和函数，但是我们可以覆盖某些函数，让他拥有不同的皮肤，甚至不同的行为。

Dog版本的吃鸡游戏

面向对象的核心知识到这里就更新完了，最后奉上Dog版本的吃鸡游戏。这个游戏包含两个类：

其中dog.py定义了几个狗类

game.py中创建100条Dog并让他们互相攻击，直到最后只有一只为止。

dog.py

game.py