PYTHON学习教程资源:继承和多态操作代码练习.docx

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1、PYTHON学习教程资源:继承和多态操作代码练习在OOP程序设计中,当我们定义一个C1aSS的时候,可以从某个现有的CIaSS继承,新的CIaSS称为子类(Subc1ass),而被继承的C1aSS称为基类、父类或超类(Basec1assSuperc1ass)。比如,我们已经编写了一个名为Anirna1的C1aSS,有一个run()方法可以直接打印:c1assAnima1(object):defrun(se1f):print(,Anima1isrunning.,)当我们需要编写Dog和Cat类时,就可以直接从Anima1类继承:c1assDog(Anima1):passc1assCat(Anim

2、a1):pass对于Dog来说,AnimaI就是它的父类,对于AnimaI来说,DOg就是它的子类。Cat和DOg类似。继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部功能。由于Animia1实现了run()方法,因此,DOg和Cat作为它的子类,什么事也没干,就自动拥有了run()方法:dog=DogOdog.run()cat=Cat()cat.run()运行结果如下:Anima1isrunning.Anima1isrunning.当然,也可以对子类增加一些方法,比如Dog类:c1assDog(Anima1):defrun(se1f):print(,Dogisrunning.,)defeat

3、(se1f):print(,Eatingmeat.,)继承的第二个好处需要我们对代码做一点改进。你看到了,无论是DOg还是Cat,它们run()的时候,显示的都是AnimaIisrunning.,符合逻辑的做法是分别显示DOgisrunning.和Catisrunning.,因此,对Dog和Cat类改进如下:c1assDog(Anima1):defrun(se1f):print(,Dogisrunning.,)c1assCat(Anima1):defrun(se1f):print(,Catisrunning.,)再次运行,结果如下:Dogisrunning.Catisrunning.当子类和父

4、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C1aSS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、1ist、diet没什么两样:a二IistO#a是IiSt类型b二Anima1()#b是AninIa1类型c=DogO#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,1ist)Trueisinstan

5、ce(b,Anima1)Trueisinstance(c,Dog)True看来a、bC确实对应着IiSt、Anima1、DOg这3种类型。但是等等,试试:isinstance(c,Anima1)True看来c不仅仅是Dog,c还是Anima1!不过仔细想想,这是有道理的,因为DOg是从Anima1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(:同时也是AnimaI也没错,Dog本来就是Anima1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=Anima1()isinstance(b,

6、Dog)Fa1seDog可以看成Anima1,但Anima1不可以看成Dogo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Anima1类型的变量:defrun_twice(anima1):anima1,run()anima1,run()当我们传入AnimaI的实例时,run_twice()就打印出:runtwice(Anima1()Anima1isrunning.Anima1isrunning.当我们传入Dog的实例时,run_twice()就打印出:run_twice(DogO)Dogisrunning.Dogisrunning.当我们传入Cat的实例时,runjtwice(

7、)就打印出:run_twice(Cat()Catisrunning.Catisrunning.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Anima1派生:c1assTortoise(Anima1):defrun(se1f):print(,Tortoiseisrunnings1ow1y.,)当我们调用run_twice()时,传入TOrtoiSe的实例:run_twice(Tortoise()Tortoiseisrunnings1ow1y.Tortoiseisrunnings1ow1y.你会发现,新增一个Anirna1的子类,不必对run_tWiCe()做任

8、何修改,实际上,任何依赖Anima1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、CatTortoise时,我们只需要接收Anima1类型就可以了,因为DOg、CatTortoise都是Anima1类型,然后,按照Anima1类型进行操作即可。由于Anima1类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是AnirnaI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AnimaI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Anin1

9、a1、DogCat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Anima1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Anima1子类;对修改封闭:不需要修改依赖Anin1aI类型的run_twice()等函数。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。bject,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:IIobjectAnima1P1antDogIICatTreeF1o

10、wer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Anima1类型,则传入的对象必须是Anima1类型或者它的子类,否则,将无法调用run()方法。对于Pythor1这样的动态语言来说,则不一定需要传入Anima1类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了:c1assTimer(object):defrun(se1f):print(,Start.,)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”,那它就可以被看做是鸭子。Python的“fi1e-1ikeObjeCt僦是一种鸭子类型。对真正的文件对象,它有一个read。方法,返回其内容。但是,许多对象,只要有read。方法,都被视为“fi1e1ikeobject”。许多函数接收的参数就是“fi1e-1ikeobject,你不一定要传入真正的文件对象,完全可以传入任何实现了read。方法的对象。

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