Python3.5面向对象程序设计之类的继承和多态详解

什么是继承？

继承是面向对象编程的重要特性之一，它允许我们定义一个类，这个类可以生成功能与已存在类相似但又具有独特特性的新类。这个新类被称为子类，它继承了父类的所有方法和属性，也可以添加自己的方法和属性。

在Python中，我们使用关键字"extends"定义一个子类，如下所示：

class ChildClass(ParentClass):
    # 添加子类的方法和属性

什么是多态？

多态是另一个面向对象编程的特性，它允许我们使用同一个名称的方法或函数来处理不同类型的数据。也就是说，我们可以使用适当的方式在不同对象中调用相同的方法，这样可以提高代码的可读性和可维护性。

在Python中，多态类似于Java中的接口，我们定义一个抽象基类（ABC），提供一个抽象方法，然后让具体的子类去提供实现。

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC): # 抽象基类
    @abstractmethod # 抽象方法
    def area(self):
        pass

class Rectangle(Shape): # 子类1 实现了area方法
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

class Triangle(Shape): # 子类2 实现了area方法
    def __init__(self, base, height):
        self.base = base
        self.height = height

    def area(self):
        return self.base * self.height / 2

在上面的代码中，我们定义了一个抽象基类Shape，有一个抽象方法area，在子类Rectangle和Triangle中分别实现了该方法，这样它们就能以不同的方式计算面积。

继承和多态的示例说明

示例一：我们定义一个动物类Animal，拥有两个属性name和age，以及一个方法run。然后在子类Dog和Cat中分别实现eat方法。

class Animal:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def run(self):
        print('running')

class Dog(Animal):
    def eat(self):
        print('eating bone')

class Cat(Animal):
    def eat(self):
        print('eating fish')

dog = Dog('Tommy', 2)
cat = Cat('Kitty', 1)

dog.run() # running
cat.run() # running

dog.eat() # eating bone
cat.eat() # eating fish

在这个示例中，Animal是父类，Dog和Cat是子类，它们继承了Animal类的属性和方法，并分别实现了自己的eat方法来完成特定的行为。在主程序中，我们实例化了一个Dog和一个Cat，并可以调用它们各自的run和eat方法。

示例二：我们定义一个Shape的抽象基类，其中包含一个抽象方法area，并在其子类Square和Circle中分别实现这个方法。

from abc import ABC, abstractmethod
import math

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass

class Square(Shape):
    def __init__(self, length):
        self.length = length

    def area(self):
        return self.length ** 2

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return math.pi * self.radius ** 2

square = Square(5)
circle = Circle(3)

print(square.area()) # 25
print(circle.area()) # 28.274333882308138

在这个示例中，我们定义了一个抽象基类Shape作为基础，并在Square和Circle中分别实现了area方法来计算正方形和圆形的面积。在主程序中，我们实例化了一个Square和一个Circle，并调用它们各自的area方法，这样就可以得到各自的面积。