Python面向对象三大特征 封装、继承、多态

当我们谈到 Python 面向对象编程时，我们不可避免地提到 Python 中的三大特征，即封装、继承和多态。这三个特征是面向对象编程的核心，利用这些特征，我们可以更好地组织代码和创建可重用的程序。下面我们将介绍这三个特征的详细信息。

封装

封装是一种将数据和行为打包在一起的机制，其中数据被称为类的属性，行为称为类的方法。这样，我们可以通过使用类的实例来访问属性和方法，而不需要了解类的内部实现细节。在 Python 中，我们可以使用类来实现封装。下面是一个封装的示例：

class Student:
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score

    def get_score(self):
        return self.score

    def set_score(self, new_score):
        self.score = new_score

在这个示例中，我们定义了一个名为 Student 的类，有两个属性 name 和 score 以及两个方法 get_score() 和 set_score()。属性是可以直接访问的，而方法需要使用对象来调用。set_score() 方法允许我们修改分数，同时还可以在方法内进行数据验证等逻辑处理。

继承

继承是一种从现有类创建新类的机制。新类继承了现有类的属性和方法，可以根据需要对其进行修改和扩展。父类称为基类，子类称为派生类。在 Python 中，我们可以使用 class Child(Parent): 的语法来实现继承。下面是一个继承的示例：

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

    def speak(self):
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "Meow"

在这个示例中，我们定义了一个名为 Animal 的基类，其中有一个名为 speak() 的抽象方法。然后，我们创建了两个派生类 Dog 和 Cat，它们都重载了 speak() 方法。继承机制使得派生类可以复用基类的代码，而不需要重新编写类似的代码。

多态

多态是面向对象编程的第三个核心概念，它允许不同的类具有相同的名称，但实现方式和返回值可能不同。多态通过使用基类来定义相同的接口，并在派生类中实现不同的行为来实现。在 Python 中，多态通常通过使用函数或方法来实现。下面是一个多态的示例：

class Shape:
    def area(self):
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

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

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

    def area(self):
        return 3.14 * self.radius ** 2

在这个示例中，我们定义了一个名为 Shape 的基类，其中有一个名为 area() 的抽象方法。然后，我们创建了两个派生类 Rectangle 和 Circle，它们都实现了 area() 方法。虽然 Rectangle 和 Circle 的实现方式不同，但它们都可以用 Shape 类型的变量来表示。因此，我们可以通过调用相同的方法名来计算不同类型的图形面积。

通过上述例子可以看出，封装、继承和多态都是面向对象编程中非常重要的特性，合理使用它们可以提高代码的复用性和可维护性。