浅谈python中的多态

接下来我将详细讲解如何浅谈Python中的多态。

什么是多态

在 Python 中，多态指的是同一类型的对象在不同情况下呈现出不同的行为。这里需要注意的是，多态本身不是一个新的概念，它可以在各种编程语言中使用，但是它对于 Python 这种静态的、强类型的语言来说是至关重要的。

多态的实现方式

在 Python 中，实现多态主要有两种方式：函数重载和方法重写。其中函数重载使用的不是特别多，方法重写则是实现多态的主要方式。

方法重写

方法重写是多态实现的一种常见方式。在 Python 中，方法重写通常指的是子类重写父类的方法并重新定义该方法。这个过程中，子类方法与父类方法的名称和参数列表都必须相同。

但是，子类方法可以以不同的方式实现，这样就能根据不同的上下文来改变方法的具体行为，从而实现多态。因此，方法重写也被视为是一种运行时多态。

接下来，我们将通过示例来演示 Python 中如何实现方法重写。

首先，我们定义一个简单的类：

class Animal:
    def say_hello(self):
        print('I am an animal')

对于这个 Animal 类来说，它只有一个 say_hello() 方法，当我们调用这个方法时，它只会打印一句话：I am an animal。现在，我们希望为这个类创建一个子类，并且在子类中重写 say_hello() 方法。具体做法如下：

class Dog(Animal):
    def say_hello(self):
        print('I am a dog')

我们创建了一个名为 Dog 的子类，并在该类中重写了 say_hello() 方法。在这个方法中，我们打印了一句话：I am a dog。接下来，我们创建一个名为 ani 的 Animal 类的对象和一个名为 dog 的 Dog 类的对象，代码编写如下：

ani = Animal()
dog = Dog()

现在，我们来分别调用这两个对象的 say_hello() 方法：

ani.say_hello() # 输出 I am an animal
dog.say_hello() # 输出 I am a dog

从上面的输出结果可以看出，ani 对象调用的是 Animal 类中的 say_hello() 方法，而 dog 对象调用的是 Dog 类中重写的 say_hello() 方法。这就是方法重写实现多态的实例。

鸭子类型

在 Python 中，还有一个实现多态的方式——鸭子类型。鸭子类型是一种动态类型语言的思想，它的核心是“如果它走起来像一只鸭子，叫起来也像一只鸭子，那么它就是一只鸭子。”

在 Python 中，鸭子类型意味着一个对象的类型不是根据它的类别来确定的，而是依据它的方法是否包含所需属性和方法来决定的。因此，如果一个对象可以正确地响应所请求的方法（无论是否显式地声明接口），就被认为是可用的。

接下来，我们将通过一个示例来演示 Python 中如何使用鸭子类型实现多态。

首先，我们定义一个 Speakable 接口：

class Speakable:
    def speak(self):
        pass

该接口只有一个方法——speak()，但是这个方法的主体为空。接下来，我们分别定义一个 Dog 类和一个 Cat 类，并让它们分别实现 Speakable 接口：

class Dog:
    def speak(self):
        print('wang wang')

class Cat:
    def speak(self):
        print('miao miao')

这里，我们没有继承 Speakable 接口，而是在 Dog 和 Cat 类中单独定义了 speak() 方法。这里要注意的是，尽管 Python 并没有严格的接口实现（如 Java 中的 Interface），但我们可以通过定义一些公共方法/属性的方式来模拟一个接口。

现在，我们来定义一个 say_hello() 函数，这个函数接收一个 Speakable 类型的参数，并让这个参数调用它的 speak() 方法：

def say_hello(speaker: Speakable):
    speaker.speak()

这里我们采用了 Python 3.x 中的类型注释，声明了函数的输入参数 speaker 必须是 Speakable 类型。

接下来，我们来创建一个 Dog 类的对象 dog 和一个 Cat 类的对象 cat，然后将它们分别传递给 say_hello() 函数，代码编写如下：

dog = Dog()
cat = Cat()
say_hello(dog) # 输出 wang wang
say_hello(cat) # 输出 miao miao

从上述输出结果可以看出，虽然我们没有在 Dog 和 Cat 类中实现继承自 Speakable 接口，但是它们的 speak() 方法都是相同的，所以我们可以修改 say_hello() 函数来接受任何 Speakable 类型的对象，并且在运行时才确定具体实现的对象。

结论

在 Python 中，多态是实现软件工程中基于对象的编程的关键。方法重写和鸭子类型是实现多态的两种方法，在不同的情况下可以选择使用不同的方法。无论采用哪种方法，多态的本质都是将不同类型的对象封装在一个通用的接口中，从而使得这些对象可以根据需要灵活地替换使用。

希望这篇文章让你了解了 Python 中多态的基本概念和实现方式，同时也能帮助你更好地运用多态来进行软件开发。