面对对象继承和多态的回顾

Python 类的继承和多态

 

  Python 类的继承

    在OOP(Object Oriented Programming)程序设计中,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的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)。

    我们先来定义一个class Person,表示人,定义属性变量 name 及 sex (姓名和性别);

    定义一个方法print_title():当sex是male时,print man;当sex 是female时,print woman。参考如下代码:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11 
12 class Child(Person):                            # Child 继承 Person
13     pass
14             
15 May = Child("May","female")
16 Peter = Person("Peter","male")
17 
18 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)    # 子类继承父类方法及属性
19 May.print_title()
20 Peter.print_title()
复制代码

    而我们编写 Child 类,完全可以继承 Person 类(Child 就是 Person);使用 class subclass_name(baseclass_name) 来表示继承;

    继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下 Child 类就可以直接使用父类的 print_title() 方法

    实例化Child的时候,子类继承了父类的构造函数,就需要提供父类Person要求的两个属性变量 name 及 sex:

    在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它也可以被看做是父类(May 既是 Child 又是 Person)。但是,反过来就不行(Peter 仅是 Person,而不是Child)。

    继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树: 

    

 

  isinstance()   及  issubclass()

    Python 与其他语言不同点在于,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。

    Python 有两个判断继承的函数:isinstance() 用于检查实例类型;issubclass() 用于检查类继承。参见下方示例:

复制代码
class Person(object):
    pass

class Child(Person):                 # Child 继承 Person
    pass

May = Child()
Peter = Person()    

print(isinstance(May,Child))         # True
print(isinstance(May,Person))        # True
print(isinstance(Peter,Child))       # False
print(isinstance(Peter,Person))      # True
print(issubclass(Child,Person))      # True
复制代码

 

  Python 类的多态

     在说明多态是什么之前,我们在 Child 类中重写 print_title() 方法:若为male,print boy;若为female,print girl

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11 
12 class Child(Person):                # Child 继承 Person
13     def print_title(self):
14         if self.sex == "male":
15             print("boy")
16         elif self.sex == "female":
17             print("girl")
18         
19 May = Child("May","female")
20 Peter = Person("Peter","male")
21 
22 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
23 May.print_title()
24 Peter.print_title()
复制代码

    当子类和父类都存在相同的 print_title()方法时,子类的 print_title() 覆盖了父类的 print_title(),在代码运行时,会调用子类的 print_title()

    这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态 

    多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增 Teenagers、Grownups 等时,我们只需要继承 Person 类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著名的“开闭”原则:

  •     对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
  •     对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数

 

  子类重写构造函数

     子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类 Child 中新增两个属性变量:mother 和 father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):

 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3     self.name = name
 4     self.sex = sex
 5 
 6 class Child(Person):                # Child 继承 Person
 7     def __init__(self,name,sex,mother,father):
 8         self.name = name
 9         self.sex = sex
10         self.mother = mother
11         self.father = father
12 
13 May = Child("May","female","April","June")
14 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)    
Person

 

     若父类构造函数包含很多属性,子类仅需新增1、2个,会有不少冗余的代码,这边,子类可对父类的构造方法进行调用,参考如下:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5 
 6 class Child(Person):                          # Child 继承 Person
 7     def __init__(self,name,sex,mother,father):
 8         Person.__init__(self,name,sex)        # 子类对父类的构造方法的调用
 9         self.mother = mother
10         self.father = father
11 
12 May = Child("May","female","April","June")
13 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)    
复制代码

 

  多重继承

    多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类 baby 继承 Child , 可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11             
12 class Child(Person):
13     pass
14 
15 class Baby(Child):
16     pass
17 
18 May = Baby("May","female")        # 继承上上层父类的属性
19 print(May.name,May.sex)            
20 May.print_title()                 # 可使用上上层父类的方法
21 
22 
23 class Child(Person):                
24     def print_title(self):
25         if self.sex == "male":
26             print("boy")
27         elif self.sex == "female":
28             print("girl")
29             
30 class Baby(Child):
31     pass
32             
33 May = Baby("May","female")
34 May.print_title()                # 优先使用上层类的方法
复制代码

 

Python 类的继承和多态

 

  Python 类的继承

    在OOP(Object Oriented Programming)程序设计中,当我们定义一个class的时候,可以从某个现有的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)。

    我们先来定义一个class Person,表示人,定义属性变量 name 及 sex (姓名和性别);

    定义一个方法print_title():当sex是male时,print man;当sex 是female时,print woman。参考如下代码:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11 
12 class Child(Person):                            # Child 继承 Person
13     pass
14             
15 May = Child("May","female")
16 Peter = Person("Peter","male")
17 
18 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)    # 子类继承父类方法及属性
19 May.print_title()
20 Peter.print_title()
复制代码

    而我们编写 Child 类,完全可以继承 Person 类(Child 就是 Person);使用 class subclass_name(baseclass_name) 来表示继承;

    继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下 Child 类就可以直接使用父类的 print_title() 方法

    实例化Child的时候,子类继承了父类的构造函数,就需要提供父类Person要求的两个属性变量 name 及 sex:

    在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它也可以被看做是父类(May 既是 Child 又是 Person)。但是,反过来就不行(Peter 仅是 Person,而不是Child)。

    继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树: 

    

 

  isinstance()   及  issubclass()

    Python 与其他语言不同点在于,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。

    Python 有两个判断继承的函数:isinstance() 用于检查实例类型;issubclass() 用于检查类继承。参见下方示例:

复制代码
class Person(object):
    pass

class Child(Person):                 # Child 继承 Person
    pass

May = Child()
Peter = Person()    

print(isinstance(May,Child))         # True
print(isinstance(May,Person))        # True
print(isinstance(Peter,Child))       # False
print(isinstance(Peter,Person))      # True
print(issubclass(Child,Person))      # True
复制代码

 

  Python 类的多态

     在说明多态是什么之前,我们在 Child 类中重写 print_title() 方法:若为male,print boy;若为female,print girl

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11 
12 class Child(Person):                # Child 继承 Person
13     def print_title(self):
14         if self.sex == "male":
15             print("boy")
16         elif self.sex == "female":
17             print("girl")
18         
19 May = Child("May","female")
20 Peter = Person("Peter","male")
21 
22 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
23 May.print_title()
24 Peter.print_title()
复制代码

    当子类和父类都存在相同的 print_title()方法时,子类的 print_title() 覆盖了父类的 print_title(),在代码运行时,会调用子类的 print_title()

    这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态 

    多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增 Teenagers、Grownups 等时,我们只需要继承 Person 类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著名的“开闭”原则:

  •     对扩展开放(Open for extension):允许子类重写方法函数
  •     对修改封闭(Closed for modification):不重写,直接继承父类方法函数

 

  子类重写构造函数

     子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类 Child 中新增两个属性变量:mother 和 father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):

 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3     self.name = name
 4     self.sex = sex
 5 
 6 class Child(Person):                # Child 继承 Person
 7     def __init__(self,name,sex,mother,father):
 8         self.name = name
 9         self.sex = sex
10         self.mother = mother
11         self.father = father
12 
13 May = Child("May","female","April","June")
14 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)    
Person

 

     若父类构造函数包含很多属性,子类仅需新增1、2个,会有不少冗余的代码,这边,子类可对父类的构造方法进行调用,参考如下:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5 
 6 class Child(Person):                          # Child 继承 Person
 7     def __init__(self,name,sex,mother,father):
 8         Person.__init__(self,name,sex)        # 子类对父类的构造方法的调用
 9         self.mother = mother
10         self.father = father
11 
12 May = Child("May","female","April","June")
13 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)    
复制代码

 

  多重继承

    多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类 baby 继承 Child , 可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:

复制代码
 1 class Person(object):
 2     def __init__(self,name,sex):
 3         self.name = name
 4         self.sex = sex
 5         
 6     def print_title(self):
 7         if self.sex == "male":
 8             print("man")
 9         elif self.sex == "female":
10             print("woman")
11             
12 class Child(Person):
13     pass
14 
15 class Baby(Child):
16     pass
17 
18 May = Baby("May","female")        # 继承上上层父类的属性
19 print(May.name,May.sex)            
20 May.print_title()                 # 可使用上上层父类的方法
21 
22 
23 class Child(Person):                
24     def print_title(self):
25         if self.sex == "male":
26             print("boy")
27         elif self.sex == "female":
28             print("girl")
29             
30 class Baby(Child):
31     pass
32             
33 May = Baby("May","female")
34 May.print_title()                # 优先使用上层类的方法
复制代码

 

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