Python类的多态和多态性

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  • 分类: Python

一、多态

多态指的是一类事物有多种形态，一个类有很多个子类，因而多态的概念是基于继承的

  • 序列数据类型有多种形态：字符串，列表，元组
  • 动物有多种形态：人，狗，猪

1.动物的多种形态

 # 动物有多种形态：人类、猪、狗

class Animal:

    def run(self):  # 子类约定俗称的必须实现这个方法

        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')





class People(Animal):

    def run(self):

        print('人正在走')





class Pig(Animal):

    def run(self):

        print('pig is walking')





class Dog(Animal):

    def run(self):

        print('dog is running')





peo1 = People()

pig1 = Pig()

d1 = Dog()



peo1.run()

pig1.run()

d1.run()

输出

 人正在走

pig is walking

dog is running 
 import abc





class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:动物

    @abc.abstractmethod  # 上述代码子类是约定俗称的实现这个方法，加上@abc.abstractmethod装饰器后严格控制子类必须实现这个方法

    def talk(self):

        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')





class People(Animal):  # 动物的形态之一:人

    def talk(self):

        print('say hello')





class Dog(Animal):  # 动物的形态之二:狗

    def talk(self):

        print('say wangwang')





class Pig(Animal):  # 动物的形态之三:猪

    def talk(self):

        print('say aoao')





peo2 = People()

pig2 = Pig()

d2 = Dog()



peo2.talk()

pig2.talk()

d2.talk()

输出

 say hello

say aoao

say wangwang

2.文件的多种形态

 #Python学习交流QQ群：489111204

# 文件有多种形态：文件、文本文件、可执行文件

import abc





class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:文件

    @abc.abstractmethod

    def click(self):

        pass





class Text(File):  # 文件的形态之一:文本文件

    def click(self):

        print('open file')





class ExeFile(File):  # 文件的形态之二:可执行文件

    def click(self):

        print('execute file')





text = Text()

exe_file = ExeFile()



text.click()

exe_file.click()

输出

 open file

execute file

二、多态性

  • 多态与多态性是两种概念

  • 多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

1.动物形态多态性的使用

多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）

 def func(obj):

    obj.run()





func(peo1)

func(pig1)

func(d1)

输出

 人正在走

pig is walking

dog is running

多态性依赖于：继承
多态性：定义统一的接口

 #Python学习交流QQ群：489111204 

def func(obj):  # obj这个参数没有类型限制，可以传入不同类型的值

    obj.talk()  # 调用的逻辑都一样，执行的结果却不一样





func(peo2)

func(pig2)

func(d2)

输出

 say hello

say aoao

say wangwang

2. 文件形态多态性的使用

 def func(obj):

    obj.click()





func(text)

func(exe_file)

输出

 open file

execute file

3. 序列数据类型多态性的使用

 def func(obj):

    print(len(obj))





func('hello')

func([1, 2, 3])

func((1, 2, 3))

输出

 5



3



3

综上可以说，多态性是一个接口（函数func）的多种实现（如obj.run()，obj.talk()，obj.click()，len(obj)）

三、多态性的好处

其实大家从上面多态性的例子可以看出，我们并没有增加新的知识，也就是说Python本身就是支持多态性的，这么做的好处是什么呢？

  • 增加了程序的灵活性：以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)
  • 增加了程序额可扩展性：通过继承Animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用
 class Cat(Animal):  # 属于动物的另外一种形态：猫

    def talk(self):

        print('say miao')





def func(animal):  # 对于使用者来说，自己的代码根本无需改动

    animal.talk()





cat1 = Cat()  # 实例出一只猫

func(cat1)  # 甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能

say miao

上述代码我们新增了一个形态Cat，由Cat类产生的实例cat1，使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法，即func(cat1)

四、小结

多态：同一种事物的多种形态，动物分为人类，猪类（在定义角度）
多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）

标签: python

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