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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

Python 为什么要继承 object 类

没有规定必须继承OBJECT类。OBJECT类只是面向对象语言继承精神的一种表现。例如OBJECTC，C++等语言在标准库中都将所有类的基类定义位OBJECT,这样的好处就是最大限度的利用代码重用的的精神。但是不通语言中的OBJECT类的作用又很不一样所以看看下面的介绍：回到PYTHON中为什么要集成OBJECT：low-levelconstructorsnamed__new__()–低级别的构造函数.Note:Python的class__init__并不是其他语言意义上的构造函数,在new创建实例后对实例属性初始化的函数.descriptors,ageneralizedwaytocustomizeattributeaccess–描述符.或者说描述符协议支持.descriptorprotocol__get__,__set__,__delete__等,可以阅读descriptor文档staticmethodsandclassmethods－静态方法和类方法properties(computedattributes)–属性访问settergetter.decorators(introducedinPython2.4)–装饰器.现在装饰器语法糖遍布各Python框架.slots–用户设置后可以限定实例的属性.在Python2中替代__dict__,可以节省近2/3内存,Python3中可以不因为优化内存使用率而使用slots,因为__dict__结构内存做了优化,Note:__dict__并不是Python意义上的内置的dict,其实是一个proxy类.anewMethodResolutionOrder(MRO)–MRO方法解析次序改变(由左递归改为C3算法)可能上面的你看着不太理解。通俗说一下py2.2后继承object的目的是使这个类成为newstyleclass,没有继承object的为传统classicclass,在本机进行了测试,环境为py2.7.3classFoo(object):passclassFoo1:passprinttype(Foo),type(Foo1)printdir(Foo)printdir(Foo1)printisinstance(Foo,object)printisinstance(Foo1,object)结果如下:['__class__','__delattr__','__dict__','__doc__','__format__','__getattribute__','__hash__','__init__','__module__','__new__','__reduce__','__reduce_ex__','__repr__','__setattr__','__sizeof__','__str__','__subclasshook__','__weakref__']['__doc__','__module__']TrueTrue(这个True有些疑问,Foo1不应是object的实例啊)

python,super(Bullet,self)是什么意思

Bullet的父类是Sprite，

super(Bullet,self).__init__() 的意思是初始化父类是python 2.7版本。在python 3中也可以简写为super().__init__()

当子类有构造函数的时候，继承父类后，如果想要调用父类的方法或者属性就需要在子类构造函数中初始化父类

如果子类没有新的构造函数，那么继承后就可以直接使用父类的方法或属性，而不需要在子类构造函数中重新初始化父类