Python面向?qū)ο缶幊讨^承與多態(tài)詳解

本文實例講述了Python面向?qū)ο缶幊讨^承與多態(tài)。分享給大家供大家參考，具體如下：

Python 類的繼承

在OOP（Object Oriented Programming）程序設(shè)計中，當(dāng)我們定義一個class的時候，可以從某個現(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class Person，表示人，定義屬性變量 name 及 sex （姓名和性別）；

定義一個方法print_title()：當(dāng)sex是male時，print man；當(dāng)sex 是female時，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

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

在繼承關(guān)系中，如果一個實例的數(shù)據(jù)類型是某個子類，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）。

繼承還可以一級一級地繼承下來，就好比從爺爺?shù)桨职帧⒃俚絻鹤舆@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 與其他語言不同點在于，當(dāng)我們定義一個 class 的時候，我們實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 有兩個判斷繼承的函數(shù)：isinstance() 用于檢查實例類型；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，我們在 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，子類的 print_title() 覆蓋了父類的 print_title()，在代碼運行時，會調(diào)用子類的 print_title()

這樣，我們就獲得了繼承的另一個好處：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，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，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：

對擴展開放（Open for extension）：允許子類重寫方法函數(shù)

對修改封閉（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)

若父類構(gòu)造函數(shù)包含很多屬性，子類僅需新增1、2個，會有不少冗余的代碼，這邊，子類可對父類的構(gòu)造方法進行調(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