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Python3.5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)之類(lèi)的繼承和多態(tài)詳解

 更新時(shí)間：2019年04月24日 11:01:23   作者：loveliuzz  
這篇文章主要介紹了Python3.5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)之類(lèi)的繼承和多態(tài),結(jié)合實(shí)例形式詳細(xì)分析了Python3.5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中類(lèi)的繼承與多態(tài)常見(jiàn)用法及相關(guān)注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Python3.5面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)之類(lèi)的繼承和多態(tài)。分享給大家供大家參考，具體如下：

1、繼承的定義

繼承是指：可以使用現(xiàn)有類(lèi)的所有功能，并在無(wú)需重新編寫(xiě)原來(lái)的類(lèi)的情況下對(duì)這些功能進(jìn)行擴(kuò)展。
（1）通過(guò)繼承創(chuàng)建的新類(lèi)稱為“子類(lèi)”或“派生類(lèi)”。
（2）被繼承的類(lèi)稱為“基類(lèi)”、“父類(lèi)”或“超類(lèi)”。
繼承的過(guò)程，就是從一般到特殊的過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)繼承，可以通過(guò)“繼承”（Inheritance）和“組合”（Composition）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在某些 OOP 語(yǔ)言中，一個(gè)子類(lèi)可以繼承多個(gè)基類(lèi)。但是一般情況下，一個(gè)子類(lèi)只能有一個(gè)基類(lèi)，要實(shí)現(xiàn)多重繼承，可以通過(guò)多級(jí)繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2、繼承的分類(lèi)

繼承概念的實(shí)現(xiàn)方式主要有2類(lèi)：實(shí)現(xiàn)繼承、接口繼承。

（1） 實(shí)現(xiàn)繼承是指使用基類(lèi)的屬性和方法而無(wú)需額外編碼的能力；
  （2）接口繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類(lèi)必須提供實(shí)現(xiàn)的能力(子類(lèi)重構(gòu)父類(lèi)方法)；
在考慮使用繼承時(shí)，有一點(diǎn)需要注意，那就是兩個(gè)類(lèi)之間的關(guān)系應(yīng)該是“屬于”關(guān)系。
抽象類(lèi)僅定義將由子類(lèi)創(chuàng)建的一般屬性和方法。
OO開(kāi)發(fā)范式大致為：劃分對(duì)象→抽象類(lèi)→將類(lèi)組織成為層次化結(jié)構(gòu)(繼承和合成) →用類(lèi)與實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)幾個(gè)階段。

3、示例代碼

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#類(lèi)的繼承
class People:
 def __init__(self,name,age):
  self.name = name
  self.age = age

 def eat(self):
  print("%s is eating..." %self.name)

 def sleep(self):
  print("%s is sleeping..." %self.name)

 def talk(self):
  print("%s is talking..." %self.name)

class Man(People):  #繼承父類(lèi)People類(lèi)
 def make_money(self):
  print("%s is making money..." %self.name)

 def sleep(self):
  People.sleep(self)  #對(duì)父類(lèi)方法的擴(kuò)展
  print("man is sleeping...")

class Women(People):
 def shop(self):
  print("%s is shopping..." %self.name)

m1 = Man("Jack","20")
m1.eat()
m1.make_money()
m1.sleep()

w1 = Women("Amy","25")
w1.talk()
w1.shop()

運(yùn)行結(jié)果：

Jack is eating...
Jack is making money...
Jack is sleeping...
man is sleeping...
Amy is talking...
Amy is shopping...

4、子類(lèi)中對(duì)父類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)兩種方法

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#類(lèi)的繼承
#class People:  #經(jīng)典類(lèi)
class People(object):  #新式類(lèi)
 def __init__(self,name,age):
  self.name = name
  self.age = age

 def eat(self):
  print("%s is eating..." %self.name)

 def sleep(self):
  print("%s is sleeping..." %self.name)

 def talk(self):
  print("%s is talking..." %self.name)

class Man(People):  #繼承父類(lèi)People類(lèi)
 def __init__(self,name,age,money):
  #People.__init__(self,name,age)  #(方法一)對(duì)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)、添加父類(lèi)中沒(méi)有的屬性
  super(Man,self).__init__(name,age) #(方法二)利用super對(duì)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)（新式類(lèi)寫(xiě)法）
  self.money = money
  print("%s have money %s$" %(self.name,self.money))

 def make_money(self):
  print("%s is making money..." %self.name)

 def sleep(self):
  People.sleep(self)  #對(duì)父類(lèi)方法的擴(kuò)展
  print("man is sleeping...")

class Women(People):
 def shop(self):
  print("%s is shopping..." %self.name)

m1 = Man("Jack","20",10)
m1.eat()
m1.make_money()
m1.sleep()

w1 = Women("Amy","25")
w1.talk()
w1.shop()

運(yùn)行結(jié)果：

J ack have money 10$
Jack is eating...
Jack is making money...
Jack is sleeping...
man is sleeping...
Amy is talking...
Amy is shopping...

5、多繼承方式

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#類(lèi)的繼承
#class People:  #經(jīng)典類(lèi)
class People(object):  #新式類(lèi)
 def __init__(self,name,age):
  self.name = name
  self.age = age
  self.friends = []

 def eat(self):
  print("%s is eating..." %self.name)

 def sleep(self):
  print("%s is sleeping..." %self.name)

 def talk(self):
  print("%s is talking..." %self.name)

class Relationship(object):
 def make_friends(self,obj):
  print("%s is making friends with %s" %(self.name,obj.name))
  self.friends.append(obj)

class Man(People,Relationship):  #多繼承
 def __init__(self,name,age,money):
  #People.__init__(self,name,age)  #(方法一)對(duì)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)、添加父類(lèi)中沒(méi)有的屬性
  super(Man,self).__init__(name,age) #(方法二)利用super對(duì)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)（新式類(lèi)寫(xiě)法）
  self.money = money
  print("%s have money %s$" %(self.name,self.money))

 def make_money(self):
  print("%s is making money..." %self.name)

 def sleep(self):
  People.sleep(self)  #對(duì)父類(lèi)方法的擴(kuò)展
  print("man is sleeping...")

class Women(People,Relationship): #多繼承
 def shop(self):
  print("%s is shopping..." %self.name)

m1 = Man("Jack","20",10)

w1 = Women("Amy","25")

m1.make_friends(w1)
w1.name = "liu"
print(m1.friends)

運(yùn)行結(jié)果：

Jack have money 10$
Jack is making friends with Amy
[<__main__.Women object at 0x0057FA30>]

6、新式類(lèi)與經(jīng)典類(lèi)的繼承順序

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

class A(object):		#新式類(lèi)
 def __init__(self):
  print("A")

class B(A):
 def __init__(self):
  
  print("B")

class C(A):
 def __init__(self):
  print("C")

class D(B,C):
 def __init__(self):
  pass
  #print("D")

obj = D()



7、繼承示例——學(xué)校、教師與學(xué)生

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#繼承實(shí)例(新式類(lèi))——模擬學(xué)校、教師與學(xué)生

class School(object):
 def __init__(self,name,addr):
  self.name = name
  self.addr = addr
  self.students = []
  self.stuffs = []

 def enroll(self,stu_obj):  #學(xué)生注冊(cè)
  print("%s 學(xué)員辦理注冊(cè)" %stu_obj.name)
  self.students.append(stu_obj)

 def heir(self,staff_obj):  #聘請(qǐng)教師
  print("聘請(qǐng)教師 %s" %staff_obj.name)
  self.stuffs.append(staff_obj)

class SchoolMember(object):
 def __init__(self,name,age,sex):
  self.name = name
  self.age = age
  self.sex = sex

 def tell(self):
  pass

class Teacher(SchoolMember):
 def __init__(self,name,age,sex,salary,course):
  super(Teacher,self).__init__(name,age,sex)
  self.salary = salary
  self.course = course

 def tell(self):
  print('''
  ----- info of Teacher:%s -----
  Name:%s
  Age:%s
  Sex:%s
  Salary:%s
  Course:%s
  '''%(self.name,self.name,self.age,self.sex,self.salary,self.course))

 def teach(self):
  print("%s is teaching course [%s]" %(self.name,self.course))

class Student(SchoolMember):
 def __init__(self,name,age,sex,stu_id,grade):
  super(Student,self).__init__(name,age,sex)
  self.stu_id = stu_id
  self.grade = grade

 def tell(self):
  print('''
  ----- info of Student:%s -----
  Name:%s
  Age:%s
  Sex:%s
  Stu_id:%s
  Grade:%s
  '''%(self.name,self.name,self.age,self.sex,self.stu_id,self.grade))

 def pay_tuition(self,amount):
  print("%s has paied tuition for $%s" %(self.name,amount))

#實(shí)例化
school = School("qinghua","beijing")

t1 = Teacher("Jack","30","M","20000","Python")
t2 = Teacher("Amy","28","F","15000","Linux")

s1 = Student("liu","23","M","1701","Python")
s2 = Student("wang","25","F","1702","Linux")

#調(diào)用顯示學(xué)生與教師的信息
t1.tell()
s1.tell()

school.heir(t1)  #聘請(qǐng)教師t1
school.enroll(s1) #學(xué)生s1注冊(cè)
school.enroll(s2)

print(school.stuffs)
print(school.students)

#聘請(qǐng)的第一位教師教課
school.stuffs[0].teach()
for stu in school.students:
 stu.pay_tuition(5000)

運(yùn)行結(jié)果：

        ----- info of Teacher:Jack -----
        Name:Jack
        Age:30
        Sex:M
        Salary:20000
        Course:Python
       
 
        ----- info of Student:liu -----
        Name:liu
        Age:23
        Sex:M
        Stu_id:1701
        Grade:Python
       
聘請(qǐng)教師 Jack
liu 學(xué)員辦理注冊(cè)
wang 學(xué)員辦理注冊(cè)
[<__main__.Teacher object at 0x0059FDB0>]
[<__main__.Student object at 0x0059FDF0>, <__main__.Student object at 0x0059FE10>]
Jack is teaching course [Python]
liu has paied tuition for $5000
wang has paied tuition for $5000

8、多態(tài)（polymorphisn）——一種接口，多種形態(tài)

（1）定義

多態(tài)性（polymorphisn）是允許你將父對(duì)象設(shè)置成為和一個(gè)或更多的他的子對(duì)象相等的技術(shù)，

賦值之后，父對(duì)象就可以根據(jù)當(dāng)前賦值給它的子對(duì)象的特性以不同的方式運(yùn)作。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是一句話：允許將子類(lèi)類(lèi)型的指針賦值給父類(lèi)類(lèi)型的指針。

多態(tài)的作用：我們知道，封裝可以隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，使得代碼模塊化；繼承可以擴(kuò)展已存在的代碼模塊（類(lèi)）；它們的目的都是為了——代碼重用。

而多態(tài)則是為了實(shí)現(xiàn)另一個(gè)目的——接口重用！多態(tài)的作用，就是為了類(lèi)在繼承和派生的時(shí)候，保證使用“家譜”中任一類(lèi)的實(shí)例的某一屬性時(shí)的正確調(diào)用。

Pyhon 很多語(yǔ)法都是支持多態(tài)的，比如 len(),sorted(), 你給len傳字符串就返回字符串的長(zhǎng)度，傳列表就返回列表長(zhǎng)度。

（2）示例代碼：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

class Animal(object):
 def __init__(self,name):
  self.name = name

 def talk(self):
  raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

 # 多態(tài)——一種接口，多種形態(tài)
 @staticmethod
 def animal_talk(obj):
  obj.talk()

class Cat(Animal):
 def talk(self):
  print("%s Meow!" %self.name)

class Dog(Animal):
 def talk(self):
  print("%s Woof! Woof!" % self.name)

d = Dog("A")
#d.talk()

c = Cat("B")
#c.talk()

#多態(tài)
Animal.animal_talk(d)
Animal.animal_talk(c)

運(yùn)行結(jié)果：

A Woof! Woof!
B Meow!

9、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)利器——領(lǐng)域建模

（1）定義

從領(lǐng)域模型開(kāi)始,我們就開(kāi)始了面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)過(guò)程,可以說(shuō),領(lǐng)域模型是完成從需求分析到面向 對(duì)象設(shè)計(jì)的一座橋梁。 
領(lǐng)域模型,顧名思義,就是需求所涉及的領(lǐng)域的一個(gè)建模,更通俗的講法是業(yè)務(wù)模型。

（2）領(lǐng)域模型有兩個(gè)主要的作用:
發(fā)掘重要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域概念
建立業(yè)務(wù)領(lǐng)域概念之間的關(guān)系 

 （3）領(lǐng)域建模三字經(jīng) 
領(lǐng)域模型如此重要,領(lǐng)域建模的方法概括一下就是“找名詞”! 即使是簡(jiǎn)單的找名詞這樣的操作,也涉及到分析和提煉,而 不是簡(jiǎn)單的摘取出來(lái)就可,

這種情況下分析師和設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和技能就能夠派上用場(chǎng)了。但領(lǐng)域模型分析 也確實(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單,即使沒(méi)有豐富的經(jīng)驗(yàn)和高超的技巧,至少也能完成一個(gè)能用的領(lǐng)域模型。

一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：從哪里找? 因?yàn)轭I(lǐng)域模型是“需求到面向?qū)ο蟮臉蛄骸保芟氲剑簭男枨竽Ｐ椭姓?，具體來(lái)說(shuō)就是從用例中找。 

歸納：領(lǐng)域建模的方法就是“從用例中找名詞”。 當(dāng)然,找到名詞后,為了能夠更加符合面向?qū)ο蟮囊蠛吞攸c(diǎn)。

我們還需要對(duì)這些名詞進(jìn)一步完善,這就 是接下來(lái)的步驟：加屬性，連關(guān)系！

最后我們總結(jié)出領(lǐng)域建模的三字經(jīng)方法:找名詞、加屬性、連關(guān)系。 



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希望本文所述對(duì)大家Python程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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