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Python面向?qū)ο笾^承和多態(tài)用法分析

更新時(shí)間：2019年06月08日 11:23:23 作者：feesland

這篇文章主要介紹了Python面向?qū)ο笾^承和多態(tài)用法,結(jié)合實(shí)例形式分析了Python面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中繼承與多態(tài)的原理及相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Python面向?qū)ο笾^承和多態(tài)用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

Python 類的繼承和多態(tài)

Python 類的繼承

在OOP（Object Oriented Programming）程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)我們定義一個(gè)class的時(shí)候，可以從某個(gè)現(xiàn)有的class 繼承，新的class稱為子類（Subclass），而被繼承的class稱為基類、父類或超類（Base class、Super class）。

我們先來定義一個(gè)class Person，表示人，定義屬性變量 name 及 sex （姓名和性別）；

定義一個(gè)方法print_title()：當(dāng)sex是male時(shí)，print man；當(dāng)sex 是female時(shí)，print woman。參考如下代碼：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")
class Child(Person):              # Child 繼承 Person
  pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)  # 子類繼承父類方法及屬性
May.print_title()
Peter.print_title()

而我們編寫 Child 類，完全可以繼承 Person 類（Child 就是 Person）；使用 class subclass_name(baseclass_name) 來表示繼承；

繼承有什么好處？最大的好處是子類獲得了父類的全部屬性及功能。如下 Child 類就可以直接使用父類的 print_title() 方法

實(shí)例化Child的時(shí)候，子類繼承了父類的構(gòu)造函數(shù)，就需要提供父類Person要求的兩個(gè)屬性變量 name 及 sex：

在繼承關(guān)系中，如果一個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)類型是某個(gè)子類，那它也可以被看做是父類（May 既是 Child 又是 Person）。但是，反過來就不行（Peter 僅是 Person，而不是Child）。

繼承還可以一級(jí)一級(jí)地繼承下來，就好比從爺爺?shù)桨职?、再到兒子這樣的關(guān)系。而任何類，最終都可以追溯到根類object，這些繼承關(guān)系看上去就像一顆倒著的樹。比如如下的繼承樹：

isinstance() 及 issubclass()

Python 與其他語言不同點(diǎn)在于，當(dāng)我們定義一個(gè) class 的時(shí)候，我們實(shí)際上就定義了一種數(shù)據(jù)類型。我們定義的數(shù)據(jù)類型和Python自帶的數(shù)據(jù)類型，比如str、list、dict沒什么兩樣。

Python 有兩個(gè)判斷繼承的函數(shù)：isinstance() 用于檢查實(shí)例類型；issubclass() 用于檢查類繼承。參見下方示例：

class Person(object):
  pass
class Child(Person):         # Child 繼承 Person
  pass
May = Child()
Peter = Person()
print(isinstance(May,Child))     # True
print(isinstance(May,Person))    # True
print(isinstance(Peter,Child))    # False
print(isinstance(Peter,Person))   # True
print(issubclass(Child,Person))   # True

Python 類的多態(tài)

在說明多態(tài)是什么之前，我們?cè)?Child 類中重寫 print_title() 方法：若為male，print boy；若為female，print girl

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")
class Child(Person):        # Child 繼承 Person
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("boy")
    elif self.sex == "female":
      print("girl")
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()

當(dāng)子類和父類都存在相同的 print_title()方法時(shí)，子類的 print_title() 覆蓋了父類的 print_title()，在代碼運(yùn)行時(shí)，會(huì)調(diào)用子類的 print_title()

這樣，我們就獲得了繼承的另一個(gè)好處：多態(tài)。

多態(tài)的好處就是，當(dāng)我們需要傳入更多的子類，例如新增 Teenagers、Grownups 等時(shí)，我們只需要繼承 Person 類型就可以了，而print_title()方法既可以直不重寫（即使用Person的），也可以重寫一個(gè)特有的。這就是多態(tài)的意思。調(diào)用方只管調(diào)用，不管細(xì)節(jié)，而當(dāng)我們新增一種Person的子類時(shí)，只要確保新方法編寫正確，而不用管原來的代碼。這就是著名的“開閉”原則：

對(duì)擴(kuò)展開放（Open for extension）：允許子類重寫方法函數(shù)
對(duì)修改封閉（Closed for modification）：不重寫，直接繼承父類方法函數(shù)

子類重寫構(gòu)造函數(shù)

子類可以沒有構(gòu)造函數(shù)，表示同父類構(gòu)造一致；子類也可重寫構(gòu)造函數(shù)；現(xiàn)在，我們需要在子類 Child 中新增兩個(gè)屬性變量：mother 和 father，我們可以構(gòu)造如下（建議子類調(diào)用父類的構(gòu)造方法，參見后續(xù)代碼）：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
  self.name = name
  self.sex = sex
class Child(Person):        # Child 繼承 Person
  def __init__(self,name,sex,mother,father):
    self.name = name
    self.sex = sex
    self.mother = mother
    self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
Person

若父類構(gòu)造函數(shù)包含很多屬性，子類僅需新增1、2個(gè)，會(huì)有不少冗余的代碼，這邊，子類可對(duì)父類的構(gòu)造方法進(jìn)行調(diào)用，參考如下：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
class Child(Person):             # Child 繼承 Person
  def __init__(self,name,sex,mother,father):
    Person.__init__(self,name,sex)    # 子類對(duì)父類的構(gòu)造方法的調(diào)用
    self.mother = mother
    self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)

多重繼承

多重繼承的概念應(yīng)該比較好理解，比如現(xiàn)在需要新建一個(gè)類 baby 繼承 Child ，可繼承父類及父類上層類的屬性及方法，優(yōu)先使用層類近的方法，代碼參考如下：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")
class Child(Person):
  pass
class Baby(Child):
  pass
May = Baby("May","female")    # 繼承上上層父類的屬性
print(May.name,May.sex)
May.print_title()         # 可使用上上層父類的方法
class Child(Person):
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("boy")
    elif self.sex == "female":
      print("girl")
class Baby(Child):
  pass
May = Baby("May","female")
May.print_title()        # 優(yōu)先使用上層類的方法

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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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