继承和多态

在OOP程序设计中,当定义一个class的时候,可以从某个先有的class继承, 新的class称为子类(Subclass) ,

而被继承的class称为基类,父类或超类(Base class, Super class)

比如,编写一个名为Animal的class,有一个run()方法可以直接打印:

class Animal(object):
    def run(self):
        print('Animal is running...')
# 当我们需要编写Dog和Cat类时, 可以直接从Animal类继承
class Dog(Animal):
    pass

class Cat(Animal):
    pass

对于Dog来说, Animal是它的父类,对于Animal来说,Dog就是它的子类

继承有什么好处?

　　继承最大的好处就是子类获得了父类的全部功能.

　　第二个好处就需要我们对代码做一点改进:

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

# >>>:
Dog is running...
Cat is running...

当子类和父类都存在相同的run()方法时, 也就是,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,就获得了继承的另外一种好处: 多态

要理解什么是多态,首先要先对数据类型作一点说明.

当定义一个class的时候,实际上定义了一种数据类型,判断一个变量是否是某个类型可以insnstance()判断

b = Animal()
c = Dog()
>>> isinstance(b, Animal)
True

>>> isinstance(c, Dog)
True

>>> isinstance(c, Animal)
True　　# Dog  是从Animal继承下来的

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,但是Animal不可以看成Dog

继续理解多态的好处 :

# 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(Animal())
Animal is running...
Animal is running...

# 当我们传入Dog实例时,run_twice():
>>> run_twice(Dog())
Dog is running...
Dog is running...

这时候, 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...

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的正常运行, 原因就是多态.

多态的好处就是当我们需要传入Dog,Cat,Tortoise时,我们只需要接受Animal类型就可以了,按照Animal类型进行操作. 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,我们只需要知道他是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run()方法是作用在对象上,由运行时该对象的确切类型决定,这就是多态: 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"开闭"原则:

　　　　　　对扩展开发: 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