[ python ] 多态

python天生支持多态

多态指的是一类事物有多种形态

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：

In [1]: class Animal:
   ...:     pass

In [2]: class Dog(Animal):
   ...:     pass

In [3]: a = list()

In [4]: b = Animal()

In [5]: c = Dog()

In [6]: isinstance(a, list)    # a 是 list 类型
Out[6]: True

In [7]: isinstance(b, Animal)    # b 是 Animal 类型
Out[7]: True

In [8]: isinstance(c, Dog)    # c 是 Dog 类型
Out[8]: True



In [9]: isinstance(c, Animal)
Out[9]: True

c 不仅仅是 Dog, c 还是 Animal, 因为 Animal 是 c的父类，因此 c 及时 Dog类型，也是 Animal 类型，但是反过来是不行的。

In [12]: b = Animal()

In [13]: isinstance(b, Dog)
Out[13]: False

Dog 可以看成 Animal，但是 Animal 不可以看成 Dog

要理解多态，需要编写一个 run_twice 函数。

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

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

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('cat is running...')


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

dog = Dog()

run_twice(dog)

当我们传入 Animal 的实例时，run_twice() 就打印出：

dog is running...
dog is running...

现在，如果我们再定义一个Tortoise类型，也从Animal派生：

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

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

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('cat is running...')


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


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

tortoise = Tortoise()

run_twice(tortoise)

当我们调用 run_twice()时，传入 Tortoise 的实例：

tortoise is running...
tortoise is running...

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。

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

静态语言 vs 动态语言 

对于静态语言（例如Java）来说，如果需要传入Animal类型，则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类，否则，将无法调用run()方法。
对于Python这样的动态语言来说，则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了：

class Timer:
    def run(self):
        print('Start...')

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

timer = Timer()

run_twice(timer)

这就是动态语言的“鸭子类型”，它并不要求严格的继承体系，一个对象只要“看起来像鸭子，走起路来像鸭子”，那么就可以被看做是鸭子。

小结 

动态语言的鸭子类型的特点决定了继承不像静态语言那样是必须的。