rrt44 发表于 2015-11-30 10:22:01

Python学习(七)面向对象 ——继承和多态

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:



1 class Person(object):
2   def __init__(self,name,sex):
3         self.name = name
4         self.sex = sex
5         
6   def print_title(self):
7         if self.sex == "male":
8             print("man")
9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11
12 class Child(Person):                            # Child 继承 Person
13   pass
14            
15 May = Child("May","female")
16 Peter = Person("Peter","male")
17
18 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)    # 子类继承父类方法及属性
19 May.print_title()
20 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:

  

  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



1 class Person(object):
2   def __init__(self,name,sex):
3         self.name = name
4         self.sex = sex
5         
6   def print_title(self):
7         if self.sex == "male":
8             print("man")
9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11
12 class Child(Person):                # Child 继承 Person
13   def print_title(self):
14         if self.sex == "male":
15             print("boy")
16         elif self.sex == "female":
17             print("girl")
18         
19 May = Child("May","female")
20 Peter = Person("Peter","male")
21
22 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
23 May.print_title()
24 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):





1 class Person(object):
2   def __init__(self,name,sex):
3   self.name = name
4   self.sex = sex
5
6 class Child(Person):                # Child 继承 Person
7   def __init__(self,name,sex,mother,father):
8         self.name = name
9         self.sex = sex
10         self.mother = mother
11         self.father = father
12
13 May = Child("May","female","April","June")
14 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:



1 class Person(object):
2   def __init__(self,name,sex):
3         self.name = name
4         self.sex = sex
5
6 class Child(Person):                        # Child 继承 Person
7   def __init__(self,name,sex,mother,father):
8         Person.__init__(self,name,sex)      # 子类对父类的构造方法的调用
9         self.mother = mother
10         self.father = father
11
12 May = Child("May","female","April","June")
13 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:



1 class Person(object):
2   def __init__(self,name,sex):
3         self.name = name
4         self.sex = sex
5         
6   def print_title(self):
7         if self.sex == "male":
8             print("man")
9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11            
12 class Child(Person):
13   pass
14
15 class Baby(Child):
16   pass
17
18 May = Baby("May","female")      # 继承上上层父类的属性
19 print(May.name,May.sex)            
20 May.print_title()               # 可使用上上层父类的方法
21
22
23 class Child(Person):               
24   def print_title(self):
25         if self.sex == "male":
26             print("boy")
27         elif self.sex == "female":
28             print("girl")
29            
30 class Baby(Child):
31   pass
32            
33 May = Baby("May","female")
34 May.print_title()                # 优先使用上层类的方法
  
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