Python面向对象之继承和多态用法分析

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本文实例讲述了Python面向对象之继承和多态用法。分享给大家供大家参考,具体如下:

Python 类的继承和多态

Python 类的继承

在OOP(Object Oriented Programming)程序设计中,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的class 继承,新的class称为子类(Subclass),而被继承的class称为基类、父类或超类(Base class、Super class)。

我们先来定义一个class Person,表示人,定义属性变量 name 及 sex (姓名和性别);

定义一个方法print_title():当sex是male时,print man;当sex 是female时,print woman。参考如下代码:

            
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 继承 Person
  pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)  # 子类继承父类方法及属性
May.print_title()
Peter.print_title()


          

而我们编写 Child 类,完全可以继承 Person 类(Child 就是 Person);使用 class subclass_name(baseclass_name) 来表示继承;

继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下 Child 类就可以直接使用父类的 print_title() 方法

实例化Child的时候,子类继承了父类的构造函数,就需要提供父类Person要求的两个属性变量 name 及 sex:

在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它也可以被看做是父类(May 既是 Child 又是 Person)。但是,反过来就不行(Peter 仅是 Person,而不是Child)。

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:

Python面向对象之继承和多态用法分析_第1张图片

isinstance()   及  issubclass()

Python 与其他语言不同点在于,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。

Python 有两个判断继承的函数:isinstance() 用于检查实例类型;issubclass() 用于检查类继承。参见下方示例:

            
class Person(object):
  pass
class Child(Person):         # Child 继承 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 类的多态

在说明多态是什么之前,我们在 Child 类中重写 print_title() 方法:若为male,print boy;若为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 继承 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()


          

当子类和父类都存在相同的 print_title()方法时,子类的 print_title() 覆盖了父类的 print_title(),在代码运行时,会调用子类的 print_title()

这样,我们就获得了继承的另一个好处: 多态

多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增 Teenagers、Grownups 等时,我们只需要继承 Person 类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著名的“开闭”原则:

  • 对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
  • 对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数

子类重写构造函数

子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类 Child 中新增两个属性变量:mother 和 father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):

            
class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
  self.name = name
  self.sex = sex
class Child(Person):        # Child 继承 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


          

若父类构造函数包含很多属性,子类仅需新增1、2个,会有不少冗余的代码,这边,子类可对父类的构造方法进行调用,参考如下:

            
class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
class Child(Person):             # Child 继承 Person
  def __init__(self,name,sex,mother,father):
    Person.__init__(self,name,sex)    # 子类对父类的构造方法的调用
    self.mother = mother
    self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)


          

多重继承

多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类 baby 继承 Child , 可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:

            
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")    # 继承上上层父类的属性
print(May.name,May.sex)
May.print_title()         # 可使用上上层父类的方法
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()        # 优先使用上层类的方法


          

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。


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