Python面向对象（七）多态

本文作者：黎智煊，叩丁狼高级讲师。原创文章，转载请注明出处。 

1. 当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

• 要理解什么是多态，我们首先要对数据类型再作一点说明。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：

a = list() # a是list类型
b = Animal() # b是Animal类型
c = Dog() # c是Dog类型

判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断：

>>> isinstance(a, list)
True
>>> isinstance(b, Animal)
True
>>> isinstance(c, Dog)
True

看来a、b、c确实对应着list、Animal、Dog这3种类型。

• 但是等等，试试：

  >>> isinstance(c, Animal)
  True
  

• 看来c不仅仅是Dog，c还是Animal！

1. 不过仔细想想，这是有道理的，因为Dog是从Animal继承下来的，当我们创建了一个Dog的实例c时，我们认为c的数据类型是Dog没错，但c同时也是Animal也没错，Dog本来就是Animal的一种！

• 所以，在继承关系中，如果一个实例的数据类型是某个子类，那它的数据类型也可以被看做是父类。但是，反过来就不行：

>>> b = Animal()
>>> isinstance(b, Dog)
False

• Dog可以看成Animal，但Animal不可以看成Dog。
  要理解多态的好处，我们还需要再编写一个函数，这个函数接受一个Animal类型的变量：

  def run_twice(animal):
    animal.run()
    animal.run()
  

  当我们传入Animal的实例时，run_twice()就打印出：

  >> run_twice(Animal())
  Animal is running...
  Animal is running...
  

• 当我们传入Dog的实例时，run_twice()就打印出：

  >>> run_twice(Dog())
  Dog is running...
  Dog is running...
  

• 当我们传入Cat的实例时，run_twice()就打印出：

  >>> run_twice(Cat())
  Cat is running...
  Cat is running...
  

  看上去没啥意思，但是仔细想想，现在，如果我们再定义一个Tortoise类型，也从Animal派生：

  class Tortoise(Animal):
    def run(self):
        print('Tortoise is running slowly...')
  

• 当我们调用run_twice()时，传入Tortoise的实例：

  >>> run_twice(Tortoise())
  Tortoise is running slowly...
  Tortoise is running slowly...
  

• 你会发现，新增一个Animal的子类，不必对run_twice()做任何修改，实际上，任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行，原因就在于多态。

• 多态的好处就是，当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时，我们只需要接收Animal类型就可以了，因为Dog、Cat、Tortoise……都是Animal类型，然后，按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法，因此，传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思：

• 对于一个变量，我们只需要知道它是Animal类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心地调用run()方法，而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat还是Tortoise对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Animal的子类时，只要确保run()方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则：

• 对扩展开放：允许新增Animal子类；

• 对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。