Python类的多态和多态性

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一、多态

多态指的是一类事物有多种形态,一个类有很多个子类,因而多态的概念是基于继承的

  • 序列数据类型有多种形态:字符串,列表,元组
  • 动物有多种形态:人,狗,猪

1.动物的多种形态

# 动物有多种形态:人类、猪、狗
class Animal:
    def run(self):  # 子类约定俗称的必须实现这个方法
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running')


peo1 = People()
pig1 = Pig()
d1 = Dog()

peo1.run()
pig1.run()
d1.run()

输出

人正在走
pig is walking
dog is running
import abc


class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod  # 上述代码子类是约定俗称的实现这个方法,加上@abc.abstractmethod装饰器后严格控制子类必须实现这个方法
    def talk(self):
        raise AttributeError('子类必须实现这个方法')


class People(Animal):  # 动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')


class Dog(Animal):  # 动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')


class Pig(Animal):  # 动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print('say aoao')


peo2 = People()
pig2 = Pig()
d2 = Dog()

peo2.talk()
pig2.talk()
d2.talk()

输出

say hello
say aoao
say wangwang

2.文件的多种形态

#Python学习交流QQ群:489111204
# 文件有多种形态:文件、文本文件、可执行文件
import abc


class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass


class Text(File):  # 文件的形态之一:文本文件
    def click(self):
        print('open file')


class ExeFile(File):  # 文件的形态之二:可执行文件
    def click(self):
        print('execute file')


text = Text()
exe_file = ExeFile()

text.click()
exe_file.click()

输出

open file
execute file

二、多态性

  • 多态与多态性是两种概念

  • 多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名,这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性:向不同的对象发送同一条消息,不同的对象在接收时会产生不同的行为(即方法)。也就是说,每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息,就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现,即执行不同的函数。

1.动物形态多态性的使用

多态性:一种调用方式,不同的执行效果(多态性)

def func(obj):
    obj.run()


func(peo1)
func(pig1)
func(d1)

输出

人正在走
pig is walking
dog is running

多态性依赖于:继承
多态性:定义统一的接口

#Python学习交流QQ群:489111204 
def func(obj):  # obj这个参数没有类型限制,可以传入不同类型的值
    obj.talk()  # 调用的逻辑都一样,执行的结果却不一样


func(peo2)
func(pig2)
func(d2)

输出

say hello
say aoao
say wangwang

2. 文件形态多态性的使用

def func(obj):
    obj.click()


func(text)
func(exe_file)

输出

open file
execute file

3. 序列数据类型多态性的使用

def func(obj):
    print(len(obj))


func('hello')
func([1, 2, 3])
func((1, 2, 3))

输出

5

3

3

综上可以说,多态性是一个接口(函数func)的多种实现(如obj.run(),obj.talk(),obj.click(),len(obj))

三、多态性的好处

其实大家从上面多态性的例子可以看出,我们并没有增加新的知识,也就是说Python本身就是支持多态性的,这么做的好处是什么呢?

  • 增加了程序的灵活性:以不变应万变,不论对象千变万化,使用者都是同一种形式去调用,如func(animal)
  • 增加了程序额可扩展性:通过继承Animal类创建了一个新的类,使用者无需更改自己的代码,还是用func(animal)去调用
class Cat(Animal):  # 属于动物的另外一种形态:猫
    def talk(self):
        print('say miao')


def func(animal):  # 对于使用者来说,自己的代码根本无需改动
    animal.talk()


cat1 = Cat()  # 实例出一只猫
func(cat1)  # 甚至连调用方式也无需改变,就能调用猫的talk功能

say miao

上述代码我们新增了一个形态Cat,由Cat类产生的实例cat1,使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法,即func(cat1)

四、小结

多态:同一种事物的多种形态,动物分为人类,猪类(在定义角度)
多态性:一种调用方式,不同的执行效果(多态性)

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