Python 객체지향 상속과 다형성

이 기사에서 공유한 내용은 Python 객체 지향 상속 및 다형성에 관한 것입니다. 특정 참조 값이 있습니다. 필요한 친구가 이를 참조할 수 있습니다.

OOP 프로그래밍에서는 클래스를 정의할 때 기존 클래스에서 상속할 수 있습니다. 클래스에서 새로운 클래스를 서브클래스(Subclass)라고 하고, 상속받은 클래스를 기본 클래스, 부모 클래스, 슈퍼 클래스(Base class, Supper 클래스)라고 합니다.

예를 들어 Animal이라는 클래스를 작성했는데 직접 인쇄할 수 있는 run() 메소드가 있습니다:

class Animal(object):
    def run(self):
        print('Animal is running...')

Dog 및 Cat 클래스를 작성해야 하는 경우 Animal 클래스에서 직접 상속할 수 있습니다:

class Dog(Animal):
    pass
class Cat(Animal):
    pass

Dog의 경우 Animal은 상위 클래스이고 Animal의 경우 Dog는 하위 클래스입니다. 고양이와 개는 비슷합니다.

상속의 이점은 무엇인가요? 가장 큰 장점은 하위 클래스가 상위 클래스의 모든 기능을 획득한다는 것입니다. Animal은 run() 메소드를 구현하기 때문에 Dog와 Cat은 하위 클래스로서 아무것도 하지 않고 자동으로 run() 메소드를 갖습니다.

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()

Animal is running...
Animal is running...

물론 하위 클래스에 Dog 클래스와 같은 일부 메소드를 추가할 수도 있습니다.

상속의 두 번째 이점은 코드를 약간 개선해야 한다는 것입니다. Dog인지 Cat인지에 관계없이 run()을 실행하면 Animal is running...을 표시합니다. 논리적인 방법은 각각 Dog is running... 및 Cat is running...을 표시하는 것입니다. 따라서 개선 사항은 다음과 같습니다.

class Animal(object):
    def run(self):
        print('Animal is running...')class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('Dog is haha running...')

    def eat(self):
        print('Eating meat...')
class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('Cat is miaomiao running...')

    def eat(self):
        print('Eating fish...')dog = Dog()
dog.run()
dog.eat()

cat = Cat()
cat.run()
cat.eat()

再次运行，结果如下：

Dog is haha running...
Eating meat...
Cat is miaomiao running...
Eating fish...

하위 클래스와 상위 클래스 모두에 동일한 run() 메서드가 있는 경우 하위 클래스의 run()이 상위 클래스의 run()을 재정의한다고 말합니다. , 코드가 실행 중일 때 하위 클래스의 run()이 항상 호출됩니다. 이런 식으로 우리는 상속의 또 다른 이점인 다형성을 얻습니다.

다형성이 무엇인지 이해하려면 먼저 데이터 유형에 대해 좀 더 설명해야 합니다. 클래스를 정의할 때 실제로는 데이터 유형을 정의합니다. 우리가 정의하는 데이터 유형은 str, list, dict 등 Python에 포함된 데이터 유형과 다르지 않습니다.

a = list()#a是list类型#a是list类型

b = Animal() #b是Animal类型

c = Dog #c是Dog类型

변수가 특정 유형인지 확인하려면 isinstance()를 사용하여 판단할 수 있습니다.

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

a, b, c인 것 같습니다. 동물, 개 세 가지 유형의 목록에 해당합니다.

하지만 잠깐, 시도해 보세요:

>>> isinstance(c, Animal)
True

c는 단순한 Dog가 아닌 것 같습니다. c는 Animal입니다!

하지만 곰곰히 생각해보면 이것이 말이 됩니다. 왜냐하면 Dog는 Animal로부터 상속받기 때문입니다. Dog의 인스턴스 c를 생성할 때 c의 데이터 유형은 Dog라고 생각합니다. 하지만 c도 Animal이라는 것은 틀린 것이 아닙니다. Dog는 원래 Animal의 일종입니다!

따라서 상속 관계에서 인스턴스의 데이터 유형이 하위 클래스인 경우 해당 데이터 유형도 상위 클래스로 간주될 수 있습니다. 그러나 그 반대는 사실이 아닙니다.

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

개는 동물로 간주될 수 있지만 동물은 개로 간주될 수 없습니다.

다형성의 이점을 이해하려면 Animal 유형의 변수를 허용하는 또 다른 함수를 작성해야 합니다.

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

Animal 인스턴스를 전달할 때 run_twice()는 다음을 인쇄합니다.

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

우리가 인스턴스가 Dog가 전달되면 run_twice()는 다음을 인쇄합니다:

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

무의미해 보이지만 잘 생각해보면 다른 pig 유형을 정의하면 Animal:

class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('Pig is running slowly...')

run_twice( pig를 호출할 때에도 파생됩니다. ())

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

다형성의 장점은 Dog, Cat, Pig를 전달해야 할 때 Animal 유형만 전달하면 된다는 것입니다. Dog, Cat, Pig는 모두 Animal 유형이기 때문입니다. 동물에게 그냥 입력하세요. Animal 유형에는 run() 메소드가 있으므로 전달된 모든 유형이 Animal 클래스이거나 하위 클래스인 한 자동으로 실제 유형의 run() 메소드를 호출합니다. 이것이 다형성의 의미입니다. 변수, 우리는 그것이 Animal 유형이라는 것만 알 필요가 있으며, 하위 유형을 정확히 모르고 run() 메소드가 Animal, Dog, cat 또는 Animal에서 특별히 호출되는지 여부를 알지 못해도 run() 메소드를 안전하게 호출할 수 있습니다. Pig 객체는 런타임 시 객체의 정확한 유형에 따라 결정됩니다. 이것이 다형성의 진정한 힘입니다. 호출자는 호출에만 관심이 있고 세부 사항에는 신경 쓰지 않습니다. run() 메서드가 올바르게 작성되었는지 확인해야 하며 원본 코드가 어떻게 호출되는지는 중요하지 않습니다. 이것이 유명한 "열림 및 닫힘" 원칙입니다.

수정 금지: Animal 유형에 의존하는 run_twice()와 같은 함수를 수정할 필요가 없습니다.

상속은 레벨별로 상속도 가능합니다. 모든 클래스는 궁극적으로 루트 클래스 객체로 추적될 수 있습니다. 이러한 상속 관계는 역트리처럼 보입니다.

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