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Python物件導向之繼承與多態性

不言原創: 2018-04-14 10:24:191749瀏覽

本篇文章給大家分享的內容是關於Python物件導向之繼承和多態，有著一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下

在OOP程式設計中，當我們定義一個class的時候，可以從某個現有的class繼承，新的class稱為子類別（Subclass）,而被繼承的class稱之為基底類別、父類別或超類別（Base class、Supper class）。

例如，我們已經寫了一個名為Animal的class,有個run（）方法可以直接列印：

class Animal(object):
    def run(self):
        print(&#39;Animal is running...&#39;)

當我們需要寫Dog和Cat類別時，就可以直接從Animal類別繼承：

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

對Dog來說，Animal就是它的父類，對Animal來說，Dog就是它的子類別。 Cat和Dog類似。

繼承有什麼好處呢？最大的好處就是子類別獲得了父類別的全部功能。由於Animal實現了run（）方法，因此，Dog和Cat作為它的子類，什麼事也沒幹，就自動擁有了run（）方法：

dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()

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

當然，也可以對子類增加一些方法，比如Dog類。

繼承的第二個好處需要我們對程式碼做一點改進。你看到了，無論是Dog還是Cat，它們run（）的時候，顯示的都是Animal is running...，符合邏輯的做法是分別顯示Dog is running...和Cat is running... ，因此，對Dog和Cat類別改進如下：

class Animal(object):
    def run(self):
        print(&#39;Animal is running...&#39;)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...

當子類別和父類別都存在相同的run()方法時，我們說，子類別的run()覆蓋了父類別的run （），在程式碼運行的時候，總是會呼叫子類別的run（）。這樣，我們就獲得了繼承的另一個好處：多型態。

要理解什麼是多態，我們要先對資料型別再作一點說明。當我們定義一個class的時候，我們其實就定義了一種資料型別。我們定義的資料類型和Python自帶的資料類型，例如str、list、dict沒什麼兩樣：

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

判斷一個變數是否是某個類型可以用isinstance()判斷：

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

看來a,b,c確實對應著list、Animal、Dog這3種類型。

但等等，試試看：

>>> isinstance(c, Animal)
True

看來c不只是Dog，c還是Animal！

不過仔細想想，這是有道理的，因為Dog是從Animal繼承下來的，當我們創建了一個Dog的實例c時，我們認為c的資料型別是Dog沒錯。但c同時也是Animal也沒錯，Dog本來就是Animal的一種！

所以，在繼承關係中，如果一個實例的資料型別是某個子類，那麼它的資料型別也可以被看做父類。但是，反過來就不行：

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

Dog可以看成Animal，但Animal不可以看成Dog。

要理解多型態的好處，我們還需要再寫一個函數，這個函數接受一個Animal型別的變數：

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

當我們傳入Animal的實例時，run_twice()就列印出：

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

當我們傳入Dog的實例時，run_twice()就列印出：

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

看上去沒啥意思，但是仔細想想，如果我們再定義一個pig類型，也從Animal派生：

class Pig(Animal):
    def run(self):
        print(&#39;Pig is running slowly...&#39;)

當我們呼叫run_twice(pig())

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

多態的好處就是，當我們需要傳入Dog、Cat、Pig時，我們只需要接收Animal類型就可以了，因為Dog、Cat、Pig都是Animal類型，然後，按照Animal類型進行操作即可。由於Animal類型有run（）方法，因此，傳入的任意類型，只要是Animal類別或子類，就會自動呼叫實際類型的run（）方法，這是多態的意思：

對於一個變量，我們只需要知道它是Animal類型，無需確切地知道它的子類型，就可以放心地調用run（）方法，而具體調用run（）方法是作用在Animal、Dog、cat、還是Pig物件上的，由運行時該物件的確切類型決定，這就是多態真正的威力：調用方只管調用，不管細節，而當我們新增一種Animal的子類別時，只要確保run（）方法編寫正確，不用管原來的程式碼是如何呼叫的。這就是著名的「開閉」原則：

對修改封閉：不需要修改依賴Animal類型的run_twice()等函數。

繼承還可以一級一級繼承下來。而任何類，最終都可以追溯到根類object，這些繼承關係看起來就像一顆倒著的樹：

Python物件導向之繼承與多態性

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