Python學習（七）面向對象——繼承和多態
2019-11-14 17:17:34
供稿：網友
Python 類的繼承和多態
Python 類的繼承
在OOP（Object Oriented PRogramming）程序設計中，當我們定義一個class的時候，可以從某個現有的class 繼承，新的class稱為子類（Subclass），而被繼承的class稱為基類、父類或超類（Base class、Super class）。
我們先來定義一個class Person，表示人，定義屬性變量 name 及 sex （姓名和性別）；
定義一個方法print_title()：當sex是male時，print man；當sex 是female時，print woman。參考如下代碼：
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 繼承 Person13 pass14 15 May = Child("May","female")16 Peter = Person("Peter","male")17 18 print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex) # 子類繼承父類方法及屬性19 May.print_title()20 Peter.print_title() 而我們編寫 Child 類，完全可以繼承 Person 類（Child 就是 Person）；使用 class subclass_name(baseclass_name) 來表示繼承；
繼承有什么好處？最大的好處是子類獲得了父類的全部屬性及功能。如下 Child 類就可以直接使用父類的 print_title() 方法
實例化Child的時候，子類繼承了父類的構造函數，就需要提供父類Person要求的兩個屬性變量 name 及 sex：
在繼承關系中，如果一個實例的數據類型是某個子類，那它也可以被看做是父類（May 既是 Child 又是 Person）。但是，反過來就不行（Peter 僅是 Person，而不是Child）。
繼承還可以一級一級地繼承下來，就好比從爺爺到爸爸、再到兒子這樣的關系。而任何類，最終都可以追溯到根類object，這些繼承關系看上去就像一顆倒著的樹。比如如下的繼承樹：
isinstance()%20 %20及 %20issubclass()
Python%20與其他語言不同點在于，當我們定義一個%20class%20的時候，我們實際上就定義了一種數據類型。我們定義的數據類型和Python自帶的數據類型，比如str、list、dict沒什么兩樣。
Python%20有兩個判斷繼承的函數：isinstance()%20用于檢查實例類型；issubclass()%20用于檢查類繼承。參見下方示例：
class
%20Person(object):%20%20%20%20passclass%20Child(Person):%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20#%20Child%20繼承%20Person%20%20%20%20passMay%20=%20Child()Peter%20=%20Person()%20%20%20%20print(isinstance(May,Child))%20%20%20%20%20%20%20%20%20#%20Trueprint(isinstance(May,Person))%20%20%20%20%20%20%20%20#%20Trueprint(isinstance(Peter,Child))%20%20%20%20%20%20%20#%20Falseprint(isinstance(Peter,Person))%20%20%20%20%20%20#%20Trueprint(issubclass(Child,Person))%20%20%20%20%20%20#%20True
Python 類的多態
在說明多態是什么之前，我們在%20Child%20類中重寫%20print_title()%20方法：若為male，print boy；若為female，print girl
%201%20class%20Person(object):%202%20%20%20%20%20def%20__init__(self,name,sex):%203%20%20%20%20%20%20%20%20%20self.name%20=%20name%204%20%20%20%20%20%20%20%20%20self.sex%20=%20sex%205%20%20%20%20%20%20%20%20%20%206%20%20%20%20%20def%20print_title(self):%207%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20self.sex%20==%20"male":%208%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print("man")%209%20%20%20%20%20%20%20%20%20elif%20self.sex%20==%20"female":10%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print("woman")11%2012%20class%20Child(Person):%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20#%20Child%20繼承%20Person13%20%20%20%20%20def%20print_title(self):14%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20self.sex%20==%20"male":15%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print("boy")16%20%20%20%20%20%20%20%20%20elif%20self.sex%20==%20"female":17%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print("girl")18%20%20%20%20%20%20%20%20%2019%20May%20=%20Child("May","female")20%20Peter%20=%20Person("Peter","male")21%2022%20print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)23%20May.print_title()24%20Peter.print_title()
當子類和父類都存在相同的%20print_title()方法時，子類的%20print_title()%20覆蓋了父類的%20print_title()，在代碼運行時，會調用子類的%20print_title()
這樣，我們就獲得了繼承的另一個好處：多態。
多態的好處就是，當我們需要傳入更多的子類，例如新增%20Teenagers、Grownups%20等時，我們只需要繼承%20Person%20類型就可以了，而print_title()方法既可以直不重寫（即使用Person的），也可以重寫一個特有的。這就是多態的意思。調用方只管調用，不管細節，而當我們新增一種Person的子類時，只要確保新方法編寫正確，而不用管原來的代碼。這就是著名的“開閉”原則：
- %20 對擴展開放（Open%20for%20extension）：允許子類重寫方法函數
- %20 對修改封閉（Closed%20for%20modification）：不重寫，直接繼承父類方法函數
子類重寫構造函數
子類可以沒有構造函數，表示同父類構造一致；子類也可重寫構造函數；現在，我們需要在子類%20Child%20中新增兩個屬性變量：mother%20和%20father，我們可以構造如下（建議子類調用父類的構造方法，參見后續代碼）：
1 class Person(object): 2 def __init__(self,name,sex): 3 self.name = name 4 self.sex = sex 5 6 class Child(Person): # Child 繼承 Person 7 def __init__(self,name,sex,mother,father): 8 self.name = name 9 self.sex = sex10 self.mother = mother11 self.father = father12 13 May = Child("May","female","April","June")14 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
若父類構造函數包含很多屬性，子類僅需新增1、2個，會有不少冗余的代碼，這邊，子類可對父類的構造方法進行調用，參考如下：
1 class Person(object): 2 def __init__(self,name,sex): 3 self.name = name 4 self.sex = sex 5 6 class Child(Person): # Child 繼承 Person 7 def __init__(self,name,sex,mother,father): 8 Person.__init__(self,name,sex) # 子類對父類的構造方法的調用 9 self.mother = mother10 self.father = father11 12 May = Child("May","female","April","June")13 print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
多重繼承
多重繼承的概念應該比較好理解，比如現在需要新建一個類 baby 繼承 Child ， 可繼承父類及父類上層類的屬性及方法，優先使用層類近的方法，代碼參考如下：
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 pass14 15 class Baby(Child):16 pass17 18 May = Baby("May","female") # 繼承上上層父類的屬性19 print(May.name,May.sex) 20 May.print_title() # 可使用上上層父類的方法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 pass32 33 May = Baby("May","female")34 May.print_title() # 優先使用上層類的方法
