python繼承，判斷類型，多態

1、python中繼承

如果已經定義了Person類，需要定義新的Student和Teacher類時，可以直接從Person類繼承：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

定義Student類時，只需要把額外的屬性加上，例如score：

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父類，否則，繼承自 Person 的 Student 將沒有 name 和 gender。

函數super(Student, self)將返回當前類繼承的父類，即 Person ，然后調用__init__()方法，注意self參數已在super()中傳入，在__init__()中將隱式傳遞，不需要寫出（也不能寫）。

實例：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

class Teacher(Person):

    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher,self).__init__(name,gender)
        self.course = course

t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
print t.name
print t.course

2、python中判斷類型

函數isinstance()可以判斷一個變量的類型，既可以用在Python內置的數據類型如str、list、dict，也可以用在我們自定義的類，它們本質上都是數據類型。

假設有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定義及繼承關系如下：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

當我們拿到變量 p、s、t 時，可以使用 isinstance 判斷類型：

>>> isinstance(p, Person)
True    # p是Person類型
>>> isinstance(p, Student)
False   # p不是Student類型
>>> isinstance(p, Teacher)
False   # p不是Teacher類型

這說明在繼承鏈上，一個父類的實例不能是子類類型，因為子類比父類多了一些屬性和方法。

我們再考察 s ：

>>> isinstance(s, Person)
True    # s是Person類型
>>> isinstance(s, Student)
True    # s是Student類型
>>> isinstance(s, Teacher)
False   # s不是Teacher類型

s 是Student類型，不是Teacher類型，這很容易理解。但是，s 也是Person類型，因為Student繼承自Person，雖然它比Person多了一些屬性和方法，但是，把 s 看成Person的實例也是可以的。

這說明在一條繼承鏈上，一個實例可以看成它本身的類型，也可以看成它父類的類型。

3、python中多態

類具有繼承關系，並且子類類型可以向上轉型看做父類類型，如果我們從 Person 派生出 Student和Teacher ，並都寫了一個 whoAmI() 方法：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Person, my name is %s' % self.name

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Student, my name is %s' % self.name

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name

在一個函數中，如果我們接收一個變量 x，則無論該 x 是 Person、Student還是 Teacher，都可以正確打印出結果：

def who_am_i(x):
    print x.whoAmI()

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)

運行結果：

I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice

這種行為稱為多態。也就是說，方法調用將作用在 x 的實際類型上。s 是Student類型，它實際上擁有自己的 whoAmI()方法以及從 Person繼承的 whoAmI方法，但調用 s.whoAmI()總是先查找它自身的定義，如果沒有定義，則順着繼承鏈向上查找，直到在某個父類中找到為止。

由於Python是動態語言，所以，傳遞給函數 who_am_i(x)的參數 x不一定是 Person 或 Person 的子類型。任何數據類型的實例都可以，只要它有一個whoAmI()的方法即可：

class Book(object):
    def whoAmI(self):
        return 'I am a book'

這是動態語言和靜態語言（例如Java）最大的差別之一。動態語言調用實例方法，不檢查類型，只要方法存在，參數正確，就可以調用。

實例：

# -*- coding: utf-8 -*-

class Animal(object):
    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()

a = Animal()
d = Dog()
c = Cat()

print('a is Animal?', isinstance(a, Animal))
print('a is Dog?', isinstance(a, Dog))
print('a is Cat?', isinstance(a, Cat))

print('d is Animal?', isinstance(d, Animal))
print('d is Dog?', isinstance(d, Dog))
print('d is Cat?', isinstance(d, Cat))

run_twice(c)