python中的继承和多态

Python中的继承

1. 继承中的一些基础的定义

• 继承是面向对象编程的三大特性之一，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，从而实现代码的复用（继承的主要目的）和扩展。
• 父类，也叫超类和基类。
• 子类，也叫派生类和继承类。
• 父类构造器：自动调用下一个父类中的构造方法

2. 继承的基本语法

• 一个父类可以有多个子类，但一个子类只能有一个父类
• 没有说明继承哪个类的时候，就会自动继承object类
• 继承后可以使用父类的公共内容，但不能使用私有内容

class ParentClass:# 父类属性和方法pass
# class 子类名(父类名):
class ChildClass(ParentClass):# 子类属性和方法pass

3. 方法重写(Override)和父类构造器

• 继承方法重写定义：在继承关系下改变父类已经定义的方法，从而达到使用的目的。
  子类可以重写父类的方法的示例：

class Bird:def fly(self):return "鸟儿会飞"class Penguin(Bird):def fly(self):return "企鹅不会飞"penguin = Penguin()
print(penguin.fly())  # 输出: 企鹅不会飞

• 父类构造器：在多继承中的第一个父类中增加super()_ _init _ (下一个父类中的变量)，子类中写super() _ init _ _ 就可以了。
• 如果是单继承的话，直接使用super()_ _ init _ _ 调用。

class Father:def __init__(self):print("Father构造器")super().__init__()class Mother:def __init__(self):print("Mother构造器")super().__init__()class Child(Father, Mother):def __init__(self):print("Child构造器开始")super().__init__()print("Child构造器结束")c = Child()
# 输出:
# Child构造器开始
# Father构造器
# Mother构造器
# Child构造器结束print(Child.__mro__)  # 查看方法解析顺序，Python使用C3算法确定方法调用顺序

4. 继承的类型

• 单继承：子类只继承一个父类，如果没有写明具体继承什么类时，定义的类自动继承object类（这就说明，在自己编写类程序的时候，所有的类都是object类的子类）。

class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):return "动物叫声"class Dog(Animal):def speak(self):return "汪汪!"dog = Dog("阿黄")
print(dog.name)    # 输出: 阿黄 (继承自Animal)
print(dog.speak()) # 输出: 汪汪! (重写了speak方法)

• 多继承：子类继承自多个父类，其中父类的优先级是从左到右的（也就是说最左侧的父类就有最高的优先级）。

class Father:def skills(self):return "编程"class Mother:def skills(self):return "绘画"class Child(Father, Mother):def skills(self):# 调用父类方法father_skill = super().skills() # 两个父类中具有相同的方法，优先调用左侧的类中的方法mother_skill = Mother.skills(self)return f"{father_skill} 和 {mother_skill}"child = Child()
print(child.skills())  # 输出: 编程 和 绘画

5. 继承的注意事项

• 谨慎使用多继承，可能导致"菱形继承"问题
• 优先使用组合而非继承，除非确实是"is-a"关系
• 抽象基类(ABC)可以定义接口规范

总结：Python的继承机制提供了强大的面向对象编程能力，合理使用可以大大提高代码的可维护性和可扩展性。

Python中的多态

1. 多态的简介和动态绑定

• 多态是面向对象编程的三大特性之一（封装、继承、多态），它允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应。在Python中，多态的实现非常灵活自然。
• 对多态的理解：Python的多态主要基于"鸭子类型"概念——“如果它走起来像鸭子，叫起来像鸭子，那么它就是鸭子”。不关注对象的类型，而是关注对象的行为（方法）。
• 动态绑定：方法调用是在运行时根据对象的类型决定的。

2. 多态的实现方式

• 运算符重载

class Vector:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = ydef __add__(self, other):# 这里的other还不知道具体的是什么，但是可以在方法内部进行调用return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)def __str__(self):return f"Vector({self.x}, {self.y})"v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
print(v1 + v2)  # 输出: Vector(4, 6)

• 鸭子类型的多态

class Car:def drive(self):return "汽车行驶中..."class Bicycle:def drive(self):return "自行车骑行中..."def start_vehicle(vehicle):print(vehicle.drive())car = Car()
bike = Bicycle()start_vehicle(car)   # 输出: 汽车行驶中...
start_vehicle(bike)   # 输出: 自行车骑行中...

3. Python多态的优势

• 灵活性：不需要严格的继承关系，只要对象有相应的方法即可
• 可扩展性：添加新类不影响现有代码
• 简洁性：代码更简洁易读

Python的多态体现了其动态语言的特性，使得代码更加灵活和易于扩展。