• Python -- 继承和多态


    在面向对象程序设计中,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)。

    继承最大好处是,是子类获得了父类的全部功能

    例如我们定义一个类Cars,

    class Cars(object):
        def run(self):
            print 'car start runing!'
    

     写两个类,让他们继承Cars

    class Audi(Cars):
        pass
    
    
    class BMW(Cars):
        pass
    

     再分别实例化,分别调用run()

    audi = Audi()
    audi.run()
    
    bmw = BMW()
    bmw.run()
    

    可以看到,2个子类什么方法都没有写,但是调用run()后,都有打印结果

    car start runing!
    car start runing!
    

     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()

    class Audi(Cars):
        def run(self):
            print 'Audi start runing!'
    
    
    class BMW(Cars):
        def run(self):
            print 'BMW start runing!'
    -------------------------------------
    Audi start runing!
    BMW start runing!
    

    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 = Cars()  # b是Cars类型
    c = Audi()  # c是Audi类型
    

     判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断:

    print isinstance(a, list)
    print isinstance(b, Cars)
    print isinstance(c, Audi)
    print isinstance(c, Cars)
    print isinstance(b, Audi)
    -----------------------------
    True
    True
    True
    True
    False
    

     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。

    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Cars类型的变量: 

    def run_test(cars):
        cars.run()  
    

     当传入Cars实例时,run_test()就会打印

    run_test(Cars())
    -----------------
    car start runing!
    

     当传入Audi和BWM的实例时,run_test()就会打印

    run_test(Audi())
    run_test(BMW())
    --------------------
    Audi start runing!
    BMW start runing!
    

    如果在增加一个类,继承自Cars类

    class Bike(Cars):
        def run(self):
            print 'bike..........'
    
    run_test(Bike())
    ------------------------
    bike..........
    

     新增一个Cars的子类,不必对run_test()做任何修改,实际上,任何依赖Cars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,当我们需要传入子类时,我们只需要接收Cars类型就可以了,因为Audi,BWM,Bike……都是Cars类型,然后,按照Cars类型进行操作即可。由于Cars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Cars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Cars、Audi,BMWt还是Bike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Cars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Cars子类;

    对修改封闭:不需要修改依赖Animal类型的run_test()等函数。

    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。

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