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Python面向对象编程之继承与多态详解

Python面向对象编程之继承与多态详解

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本文实例讲述了Python面向对象编程之继承与多态。分享给大家供大家参考，具体如下：

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：

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)

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

说说 Python 的继承

如果要编写的类是另一个类的特殊版本时，那么就可以使用继承 。原有的类称为父类 ， 新类称为子类 。 子类继承了父类的所有属性和方法， 同时子类还可以自定义自己的属性和方法。

定义子类的实例时， 可以通过 子类的 __init__() 方法，给父类的所有属性赋值。

假设有这样的一个 User 类：

接着，我们定义一个 Admin 类，让它继承 User 类：

运行结果：

super() 是一个特殊函数， 它会把父类和子类关联起来。因为父类也称为超类 （ superclass），所以这个函数叫做 super。接着调用父类的 __init__() 方法， 让子类包含父类的所有属性。

子类除了拥有继承父类而来的属性和方法之外，还可以自定义子类自己的属性和方法。

一般情况下，管理员账号比普通账号，拥有更高级别的权限。因此，我们为 Admin 定义一个有别于 User 的 privileges 属性，并定义一个 “打印拥有的权限” 的新方法：

运行结果：

对于继承而来的父类方法， 如果它不符合子类所期望的行为，那么就可以对其重写。 只要在子类中定义一个与父类同名的方法，即可实现重写。

User 本身定义了一个 “是否验证通过” 的方法，Admin 是管理员，所以需要在打印日志中特别标注出来，这时就需要重写父类定义的方法：

运行结果：

通过重写父类方法， 我们就可以让子类即可以保留或改写从父类取其精华，弃其“糟粕”啦。

当实体越来越复杂，对应的类变得越来越大时， 我们可以将这个大型类拆分成多个可协同工作的小类。

比如，账号权限，其实即使是普通账号也是有某些权限的。所以我们把权限定义为一个类，然后在 Admin 中使用它：

Python中继承的理解与运用？

9.5. 继承

当然，如果一种语言不支持继承就，“类”就没有什么意义。派生类的定义如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName):

命名 BaseClassName （示例中的基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

派生类定义的执行过程和基类是一样的。构造派生类对象时，就记住了基类。这在解析属性引用的时候尤其有用：如果在类中找不到请求调用的属性，就搜索基类。如果基类是由别的类派生而来，这个规则会递归的应用上去。

派生类的实例化没有什么特殊之处： DerivedClassName() （示列中的派生类）创建一个新的类实例。方法引用按如下规则解析：搜索对应的类属性，必要时沿基类链逐级搜索，如果找到了函数对象这个方法引用就是合法的。

派生类可能会覆盖其基类的方法。因为方法调用同一个对象中的其它方法时没有特权，基类的方法调用同一个基类的方法时，可能实际上最终调用了派生类中的覆盖方法。（对于 C++ 程序员来说，Python 中的所有方法本质上都是 虚 方法。）

派生类中的覆盖方法可能是想要扩充而不是简单的替代基类中的重名方法。有一个简单的方法可以直接调用基类方法，只要调用： BaseClassName.methodname(self, arguments)。有时这对于客户也很有用。（要注意只有 BaseClassName 在同一全局作用域定义或导入时才能这样用。）

Python 有两个用于继承的函数：

函数 isinstance() 用于检查实例类型： isinstance(obj, int) 只有在 obj.__class__ 是 int 或其它从 int 继承的类型

函数 issubclass() 用于检查类继承： issubclass(bool, int) 为 True，因为 bool 是 int 的子类。

然而， issubclass(float, int) 为 False，因为 float 不是 int 的子类。