继承和多态

date: 2016-10-09 18:45:18

这里继承和多态的概念与java的概念差不多。概念还是需要多次理解才能透彻。感觉类和实例的概念还是不能深刻理解。再次复习下吧。

在面向对象的程序设计中，定义一个class时，可以从之前现有的class继承。新的class称为子类，被继承的叫做父类（或者是他们称为的基类/超类）。
比如：

<pre>
class Animal(object):
def run(self):
print 'Animal is running...'
</pre>

需要编写Dog和Cat类时，就可以直接从Animal类继承：

<pre>
class Dog(Animal):
pass

class Cat(Animal):
pass
</pre>

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：

<pre>
dog = Dog()
dog.run()

cat = Cat()
cat.run()
</pre>

也可以对子类增加一些方法，比如Dog类：

<pre>
class Dog(Animal):
def run(self):
print 'Dog is running...'
def eat(self):
print 'Eating meat...'
</pre>

继承的第二个好处需要我们对代码做一点改进。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...，因此，对Dog和Cat类改进如下：

<pre>
class Dog(Animal):
def run(self):
print 'Dog is running...'

class Cat(Animal):
def run(self):
print 'Cat is running...'
</pre>

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。
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：

<pre>
a = list() # a是list类型
b = Animal() # b是Animal类型
c = Dog() # c是Dog类型
</pre>

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。
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：

<pre>
def run_twice(animal):
animal.run()
animal.run()
</pre>

传入Animal的实例时，run_twice()就打印出：

<pre>

run_twice(Animal())
Animal is running...
Animal is running...
</pre>

传入Dog的实例时，run_twice()就打印出：

<pre>

run_twice(Dog())
Dog is running...
Dog is running...
</pre>

传入Cat的实例时，run_twice()就打印出：

<pre>

run_twice(Cat())
Cat is running...
Cat is running...
</pre>

现在，如果我们再定义一个Tortoise类型，也从Animal派生：

<pre>
class Tortoise(Animal):
def run(self):
print 'Tortoise is running slowly...'
</pre>

调用run_twice()时，传入Tortoise的实例：

<pre>

run_twice(Tortoise())
Tortoise is running slowly...
Tortoise is running slowly...
</pre>

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。

小结

继承可以把父类的所有功能都直接拿过来，这样就不必重零做起，子类只需要新增自己特有的方法，也可以把父类不适合的方法覆盖重写；

有了继承，才能有多态。在调用类实例方法的时候，尽量把变量视作父类类型，这样，所有子类类型都可以正常被接收；

旧的方式定义Python类允许不从object类继承，但这种编程方式已经严重不推荐使用。任何时候，如果没有合适的类可以继承，就继承自object类。