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python面向对象特征之-多态

python面向对象特征之-多态

作者: 云Shen不知处 | 来源:发表于2017-07-27 22:13 被阅读0次

程序在运行的过程中,根据传递的参数的不同,执行不同的函数或者操作不同的代码,这种在运行过程中才确定调用的方式成为运行时多态�,多态通常和继承关联

#编写了一个名为Animal的class,有一个run()方法可以直接打印:

class Animals(object):

         def run(self):

               print("Animal is running")

#当我们需要编写Dog和Cat类时,就可以直接从Animal类继承

class Cat(Animals):

          pass

class Dog(Animals):

          pass

对于Dog来说,Animal就是它的父类,对于Animal来说,Dog就是它的子类。Cat和Dog类似。

继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部功能。由于Animial实现了run()方法,

因此,Dog和Cat作为它的子类,什么事也没干,就自动拥有了run()方法:

dog = Dog()

dog.run()

cat = Cat()

cat.run()

cat.eat()

运行之后

两个都是 Animal is running

如果为子类增加一些方法

class Cat(Animals):

          def run(self):

                print("dog is running")

def  eat(self):

      print("cat Eating fish")

class Dog(Animals):

         def run(self):

                print("cat is running")

dog = Dog()

dog.run()

cat = Cat()

cat.run()

cat.eat()

运行之后 

cat is running

dog is running

cat Eating fish

继承的第二个好处需要我们对代码做一点改进。你看到了,无论是Dog还是Cat,它们run()的时候,显示的都是Animal is running...,符合逻辑的做法是分别显示Dog is running...和Cat is running...,

当子类和父类都存在相同的run()方法时,我们说,子类的run()覆盖了父类的run(),在代码运行的时候,总是会调用子类的run()。这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态

要理解什么是多态,我们首先要对数据类型再作一点说明。当我们定义一个class的时候,我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型,比如str、list、dict没什么两样:。

a =list() # a是list类型b =Animal() # b是Animal类型c =Dog() # c是Dog类型

判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断:

>>>isinstance(a, list)

True

>>>isinstance(b, Animal)

True

>>>isinstance(c, Dog)

True

看来a、b、c确实对应着list、Animal、Dog这3种类型。

但是等等,试试:

>>>isinstance(c, Animal)

True

看来c不仅仅是Dog,c还是Animal

不过仔细想想,这是有道理的,因为Dog是从Animal继承下来的,当我们创建了一个Dog的实例c时,我们认为c的数据类型是Dog没错,但c同时也是Animal也没错,Dog本来就是Animal的一种!

所以,在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也可以被看做是父类。但是,反过来就不行:

>>>b = Animal()

>>>isinstance(b, Dog)

False

Dog可以看成Animal,但Animal不可以看成Dog。

要理解多态的好处,我们还需要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal类型的变量:

要理解多态的好处,我们还需要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal类型的变量:

def run_twice(animal):

       animal.run()    

       animal.run()

当我们传入Animal的实例时,run_twice()就打印出:

run_twice(Animal()) 

        Animal is running

         Animal is running

当我们传入Dog的实例时,run_twice()就打印出:

run_twice(Dog())

       Dog is running..

        Dog is running...

当我们传入Cat的实例时,run_twice()就打印出:

run_twice(Cat()) 

     Cat is running..

.   Cat is running...

看上去没啥意思,但是仔细想想,现在,如果我们再定义一个Tortoise类型,也从Animal派生:

class Tortoise(Animal):

          def run(self):

           print'Tortoise is running slowly...'

当我们调用run_twice()时,传入Tortoise的实例:

run_twice(Tortoise())

       Tortoise is running slowly...

        Tortoise is running slowly...

你会发现,新增一个Animal的子类,不必对run_twice()做任何修改,实际上,任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行,原因就在于多态。

多态的好处就是,当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时,我们只需要接收Animal类型就可以了,因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型,然后,按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是Animal类或者子类,就会自动调用实际类型的run()方法,这就是多态的意思:

对于一个变量,我们只需要知道它是Animal类型,无需确切地知道它的子类型,就可以放心地调用run()方法,而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat还是Tortoise对象上,由运行时该对象的确切类型决定,这就是多态真正的威力:调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Animal的子类时,只要确保run()方法编写正确,不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则:

对扩展开放:允许新增Animal子类;

对修改封闭:不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。

继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树:

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