Python面向?qū)ο笕筇卣鳎豪^承、封裝和多態(tài)的深度解析
在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，對(duì)象可以看做是數(shù)據(jù)（特性）以及由一系列可以存取、操作這些數(shù)據(jù)的方法所組成的集合。Python是面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,支持面向?qū)ο缶幊痰娜筇匦裕豪^承、封裝（隱藏）、多態(tài)，本文將逐一講解Python的三大特性。
封裝
繼承的基本概念以及使用
封裝的概念：隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只對(duì)外提供操作方法（接口）。這個(gè)概念我們?cè)谏弦恍」?jié)中也已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了，我們主要是去了解其在代碼中是如何去實(shí)現(xiàn)的：通過(guò)有著類(lèi)似 訪(fǎng)問(wèn)修飾限定符 功能的下劃線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)限控制：通過(guò)對(duì)屬性或方法添加單下劃線(xiàn)、雙下劃線(xiàn)以及首尾雙下劃線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
下劃線(xiàn)種類(lèi) | 功能 | |
單下劃線(xiàn)開(kāi)頭 | 表示protected，受保護(hù)的成員，這類(lèi)成員被視為僅供內(nèi)部家族使用，允許類(lèi)本身和子類(lèi)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，但實(shí)際上它可以被外部代碼訪(fǎng)問(wèn) | |
雙下劃線(xiàn)開(kāi)頭 | 表示private，私有的成員，這類(lèi)成員只允許定義該屬性或方法的類(lèi)本身進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn) | |
首尾雙下劃線(xiàn) | 一般表示特殊的方法 | |
代碼演示：
class Dog():
# 首尾雙線(xiàn)劃線(xiàn) ——> 特殊方法
def __init__(self, name, age):
# 雙下劃線(xiàn)開(kāi)頭 ——> private修飾，只能在類(lèi)內(nèi)訪(fǎng)問(wèn)
self.__name = name
# 單下劃線(xiàn)開(kāi)頭 ——> protected修飾，在類(lèi)內(nèi)與子類(lèi)才能訪(fǎng)問(wèn)
self._age = age
# 單下劃線(xiàn)開(kāi)頭 ——> protected修飾，在類(lèi)內(nèi)與子類(lèi)才能訪(fǎng)問(wèn)
def _fun1(self):
print('這是被protected所修飾的方法')
# 雙下劃線(xiàn)開(kāi)頭 ——> private修飾，在類(lèi)內(nèi)才能訪(fǎng)問(wèn)
def __fun2(self):
print('這是被private所修飾的方法')
# 這里是類(lèi)外了
dog = Dog('小劉', 18)
print(dog._age)
# print(dog.__name)
dog._fun1()
# dog.__fun2()
# 和上面一樣，直接去訪(fǎng)問(wèn)的話(huà)，就會(huì)報(bào)錯(cuò)，
# 但是我們可以使用 對(duì)象.__dir()__ 或者 dir(對(duì)象) 先去查看所有的屬性與方法
# 然后通過(guò)其中的"屬性"與"方法名"去調(diào)用真正的屬性與方法
# print(dog.__dir__())
# print(dir(dog))
print(dog._Dog__name)
dog._Dog__fun2()運(yùn)行結(jié)果：
根據(jù)上面的訪(fǎng)問(wèn)方式，我們可以推測(cè)出：被 protected、private 所修飾 方法 與 屬性只是在類(lèi)中對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)發(fā)生了變化，而我們不知道，但是可以通過(guò)特殊手段知曉，從而繼續(xù)訪(fǎng)問(wèn)。
但是上面的方式不是很推薦，類(lèi)似與 Java中的反射機(jī)制了，有點(diǎn)反常規(guī)。除了上面這種方式，Python還提供了兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn) 與 修改 私有是屬性與方法。
1、在 私有的方法 或者 屬性上，進(jìn)行套殼處理。
2、在1的基礎(chǔ)上，通過(guò) @property 裝飾器 來(lái)修飾方法，使其變?yōu)閷傩裕妥優(yōu)樵L(fǎng)問(wèn)與修改屬性了，最終也會(huì)變的很簡(jiǎn)單。
代碼演示：
class Dog():
def __init__(self, name, age):
self.__name = name
self.age = age
# 如果想要去訪(fǎng)問(wèn)除了，使用dir()之外，還有兩種方式:
# 使用實(shí)例方法去間接訪(fǎng)問(wèn)與修改
def get_name(self):
return self.__name
def set_name(self, name):
self.__name = name
# 使用@property裝飾器,將方法轉(zhuǎn)為屬性使用
@property
def name(self):
return self.__name
@name.setter
def name(self, name):
self.__name = name
dog = Dog('老劉', 8)
# 1、通過(guò)實(shí)例方法的形式去使用
print(dog.get_name())
dog.set_name('小劉')
print('='*18)
# 2、通過(guò)@property裝飾器，將方法轉(zhuǎn)為屬性
print(dog.name)
dog.name = '老劉' # 修改屬性的樣式，去傳參
print(dog._Dog__name)
print('='*18)
dog._Dog__name = '小劉'
print(dog._Dog__name)運(yùn)行結(jié)果：
注意：我們?cè)谑褂?@property 裝飾器，將屬性轉(zhuǎn)為方法時(shí)，取值的方法，必須被 @property 修飾，而修改值的方法，必須被 @取值方法名. setter修飾。
繼承
繼承的基本概念以及使用
繼承是指一個(gè)類(lèi)（子類(lèi)、派生類(lèi)）繼承另一個(gè)類(lèi)（父類(lèi)、基類(lèi)）的屬性與方法。
在Python中一個(gè)子類(lèi)可以繼承N多個(gè)父類(lèi)，這是與 Java決然不同的一點(diǎn)。Java屬于單繼承，而Python屬于多繼承，并且每個(gè)類(lèi)都默認(rèn)繼承自object類(lèi)。當(dāng)然，一個(gè)子類(lèi)可以有多個(gè)父類(lèi)，一個(gè)父類(lèi)也可以有多個(gè)子類(lèi)。
語(yǔ)法：
class 類(lèi)名([父類(lèi)列表]):
注意：當(dāng)一個(gè)類(lèi)的父類(lèi)只有object類(lèi)時(shí)，默認(rèn)是可以不寫(xiě)父類(lèi)的，但是如果一個(gè)類(lèi)有除object類(lèi)之外的其他類(lèi)，就需要將這些類(lèi)全部寫(xiě)到 () 中，當(dāng)然這個(gè)()在只有繼承object類(lèi)的情況下，也是可以不寫(xiě)的，但是建議還是要寫(xiě)上去。
代碼演示：
# 默認(rèn)繼承object類(lèi)，但是這個(gè)可以不寫(xiě)
class Animal(object):
def __init__(self, name, age, gender,sort):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
self.__sort = sort
class Dog(Animal):
pass
# 子類(lèi)繼承父類(lèi)，會(huì)將父類(lèi)中除private修飾的方法與屬性全部拿過(guò)來(lái)
# 繼承了 __init__方法，以及 name、age、gender屬性
dog = Dog('小黑', 3, '雄', '哈士奇')
print(dog.name)
print(dog.age)
print(dog.gender)
# 同樣需要特殊手段才能訪(fǎng)問(wèn)到
print(dog._Animal__sort)運(yùn)行結(jié)果：
注意：我們?cè)趯?shí)例化一個(gè)對(duì)象時(shí)，會(huì)先去調(diào)用構(gòu)造方法（init 方法）給對(duì)象的屬性進(jìn)行初始化賦值，如果一個(gè)類(lèi)沒(méi)有構(gòu)造方法，但是由于這個(gè)類(lèi)是默認(rèn)繼承自object類(lèi)，因此會(huì)調(diào)用object類(lèi)中默認(rèn)的 init 方法，但如果這個(gè)類(lèi)繼承了其他類(lèi)，就會(huì)先在其他類(lèi)中去搜索這個(gè)方法，如果有則調(diào)用；反之，則還是去調(diào)用object類(lèi)的。 而在上面的代碼中，Animal 類(lèi)是有 init 方法，因此會(huì)去調(diào)用Animal 類(lèi)的。
我們?cè)倏纯炊嗬^承的代碼：
class Person():
def __init__(self,name,age,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def show(self):
print(f'我叫{self.name},今年{self.age},性別是{self.gender}')
class Father(Person):
def __init__(self,name,age,gender):
# 可以直接調(diào)用父類(lèi)的初始化方法
super().__init__(name,age,gender)
# 下面這種方式是錯(cuò)誤的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行，但是不推薦
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
class Mother(Person):
def __init__(self, name, age, gender):
# 可以直接調(diào)用父類(lèi)的初始化方法
super().__init__(name, age, gender)
# 下面這種方式是錯(cuò)誤的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行，但是不推薦
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
class Son(Father, Mother):
def __init__(self, name, age, gender):
# 可以直接調(diào)用父類(lèi)的初始化方法
super().__init__(name, age, gender)
# 下面這種方式是錯(cuò)誤的
# super().name = name
# super().age = age
# super().gender = gender
# 下面的方式也行，但是不推薦
# self.name = name
# self.age = age
# self.gender = gender
father = Father('張三',25,'男')
mother = Mother('紅粉佳人',28,'女')
son = Son('趙四',29,'男')
father.show()
mother.show()
son.show()運(yùn)行結(jié)果：
上面的代碼中，Son類(lèi)、Mother類(lèi)、Father類(lèi)都是繼承自Person類(lèi)的屬性與方法，它們是公用Person類(lèi)的屬性與方法。
注意：上述 Son類(lèi)繼承了多個(gè)父類(lèi)，當(dāng)我們?nèi)ナ褂?super().init 方法初始化子類(lèi)對(duì)象時(shí)，默認(rèn)是按照父類(lèi)在Son()中的順序來(lái)查找的，這里是Father類(lèi)定義聲明在前，因此這里調(diào)用的就是 Father 類(lèi)的 init 方法，如果想要指定某個(gè)類(lèi)的 init 方法的話(huà)，就需要使用 類(lèi)名.init() 方法。例如：
# 這里的self代指當(dāng)前Son類(lèi)的實(shí)例對(duì)象 Mother.__init__(self,name,age,gender) # 可替換Son類(lèi)中是super.init
方法重寫(xiě)
當(dāng)子類(lèi)繼承父類(lèi)時(shí)，子類(lèi)就擁有了父類(lèi)中的 公有成員、方法和受保護(hù)的成員、方法。如果我們對(duì)父類(lèi)中有些成員不滿(mǎn)意的話(huà)，子類(lèi)就可以重新定義成員。同理，方法也是如此，但是重新定義方法麻煩了，那有什么辦法呢？方法重寫(xiě)，即 偷梁換柱，表面上這個(gè)方法還是原來(lái)的方法，但是其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)早就發(fā)生變化了。
重寫(xiě)的要求：方法名必須一樣，至于方法的返回值類(lèi)型，參數(shù)列表、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限這些可以不一樣。
代碼演示：
class Animal():
def __init__(self,name,age):
self.name = name
self.age = age
def eat(self):
print(f'{self.name}正在吃狗糧，看小黑玩飛盤(pán)')
class Dog(Animal):
def __init__(self,name,age):
super().__init__(name,age)
# 由于Animal類(lèi)的eat方法只是隨便說(shuō)在吃啥，并不具體，
# 但我們想要打印出具體的食物，因此可以重寫(xiě)（外殼不變，核心變化）
def eat(self):
print(f'{self.name}正在玩飛盤(pán)~')
class Cat(Animal):
def __init__(self,name,age):
super().__init__(name,age)
dog = Dog('小黑', 2)
# 子類(lèi)重寫(xiě)父類(lèi)的方法之后，父類(lèi)再去調(diào)用eat方法，就不再是調(diào)用父類(lèi)的，而是自己的
dog.eat()
cat = Cat('小黃', 3)
# 子類(lèi)沒(méi)有重寫(xiě)父類(lèi)的eat方法，因此還是去調(diào)用父類(lèi)的eat方法
cat.eat()運(yùn)行結(jié)果：
其實(shí)，重寫(xiě)就是在子類(lèi)中定義了一個(gè)與父類(lèi)重名的方法，只不過(guò)因?yàn)?Python中語(yǔ)法的檢查不是很?chē)?yán)格，因此這里就很容易不理解。
在Python中，我們就將重寫(xiě)看作是子類(lèi)定義了一個(gè)與父類(lèi)重名的方法即可，在調(diào)用時(shí)，如果子類(lèi)沒(méi)有這個(gè)方法，那么就是調(diào)用父類(lèi)的同名方法，如果還沒(méi)有就會(huì)報(bào)錯(cuò)。但如果子類(lèi)有這個(gè)方法，那么就是直接調(diào)用子類(lèi)的方法，即使父類(lèi)有，也不去調(diào)用（"地頭蛇原則"）。
多態(tài)
多態(tài)的概念以及基本使用
多態(tài)是指多種形態(tài)，當(dāng)去完成某個(gè)行為時(shí)，不同的對(duì)象可能會(huì)產(chǎn)生不同的形態(tài)。
例如，我們?cè)陬?lèi)和對(duì)象中說(shuō)的小故事：當(dāng)劉建明 與 陳永仁 遇到 韓琛 時(shí)，兩人打招呼的方式不一樣，這就是不同對(duì)象 在 完成同一個(gè)行為時(shí)，兩者所產(chǎn)生的形態(tài)不同。
再比如，我們每天都會(huì)吃早餐，但是不同的人 在 面對(duì)這件事情時(shí)，所表現(xiàn)出的行為就不一樣，A 可能吃面條，B可能吃包子、餃子，C可能吃大米飯等。
Python中的多態(tài)與Java、C++不同，Python中的多態(tài)只需要滿(mǎn)足有該方法，然后讓不同的對(duì)象去調(diào)用即可，而 Java 中的多態(tài)需要滿(mǎn)足三個(gè)條件：向上轉(zhuǎn)型（父類(lèi)引用指向子類(lèi)對(duì)象）、子類(lèi)重寫(xiě)父類(lèi)的方法、向上轉(zhuǎn)型的父類(lèi)調(diào)用該方法（被重寫(xiě)的方法），這時(shí)就不再是調(diào)用父類(lèi)的方法，而是調(diào)用子類(lèi)的方法。但 Python中，只要這兩個(gè)類(lèi)有相同的方法，當(dāng)兩者賦值給同一個(gè)對(duì)象時(shí)，去調(diào)用同一個(gè)方法就會(huì)表現(xiàn)出不同的行為。
其實(shí)，多態(tài)就是表層對(duì)象一樣，內(nèi)部實(shí)際的對(duì)象不一樣，那么在調(diào)用同一個(gè)方法時(shí)，雖然看似是這個(gè)表層的對(duì)象所調(diào)用的，但實(shí)際是內(nèi)部的對(duì)象所調(diào)用并執(zhí)行的。
代碼演示：
class Animal():
def eat(self):
print('在玩飛盤(pán)')
class Person():
def eat(self):
print('到處溜達(dá)')
class Dog():
def eat(self):
print('瘋狂奔跑')
class Cat():
def eat(self):
print('偷吃罐頭')
# 定義一個(gè)函數(shù)，傳入obj對(duì)象，并調(diào)用該對(duì)象的eat方法
def eat(obj):
obj.eat()
# 方法得通過(guò)類(lèi)或者對(duì)象去"."調(diào)用，而函數(shù)是直接傳參調(diào)用，不要弄混了
eat(Animal()) # 這里需要傳入對(duì)象，即:類(lèi)名()
eat(Person())
eat(Dog())
eat(Cat())運(yùn)行結(jié)果：
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Python面向?qū)ο笕筇卣鳎豪^承、封裝（隱藏）、多態(tài)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python面向?qū)ο笕筇卣鲀?nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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