類的多態和多態性


很多人喜歡將多態多態性二者混為一談,然后百思不得其解,其實只要分開看,就會很明朗。

一、多態

多態指的是一類事物有多種形態,(一個抽象類有多個子類,因而多態的概念依賴於繼承)

  1. 序列數據類型有多種形態:字符串,列表,元組

  2. 動物有多種形態:人,狗,豬

1.1 動物的多種形態

# 動物有多種形態:人類、豬、狗
class Animal:
    def run(self):  # 子類約定俗稱的必須實現這個方法
        raise AttributeError('子類必須實現這個方法')


class People(Animal):
    def run(self):
        print('人正在走')


class Pig(Animal):
    def run(self):
        print('pig is walking')


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


peo1 = People()
pig1 = Pig()
d1 = Dog()

peo1.run()
pig1.run()
d1.run()
人正在走
pig is walking
dog is running
import abc


class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一類事物:動物
    @abc.abstractmethod  # 上述代碼子類是約定俗稱的實現這個方法,加上@abc.abstractmethod裝飾器后嚴格控制子類必須實現這個方法
    def talk(self):
        raise AttributeError('子類必須實現這個方法')


class People(Animal):  # 動物的形態之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')


class Dog(Animal):  # 動物的形態之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')


class Pig(Animal):  # 動物的形態之三:豬
    def talk(self):
        print('say aoao')


peo2 = People()
pig2 = Pig()
d2 = Dog()

peo2.talk()
pig2.talk()
d2.talk()
say hello
say aoao
say wangwang

1.2 文件的多種形態

# 文件有多種形態:文件、文本文件、可執行文件
import abc


class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一類事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass


class Text(File):  # 文件的形態之一:文本文件
    def click(self):
        print('open file')


class ExeFile(File):  # 文件的形態之二:可執行文件
    def click(self):
        print('execute file')


text = Text()
exe_file = ExeFile()

text.click()
exe_file.click()
open file
execute file

二、多態性

注意:多態與多態性是兩種概念

多態性是指具有不同功能的函數可以使用相同的函數名,這樣就可以用一個函數名調用不同內容的函數。在面向對象方法中一般是這樣表述多態性:向不同的對象發送同一條消息,不同的對象在接收時會產生不同的行為(即方法)。也就是說,每個對象可以用自己的方式去響應共同的消息。所謂消息,就是調用函數,不同的行為就是指不同的實現,即執行不同的函數。

2.1 動物形態多態性的使用

# 多態性:一種調用方式,不同的執行效果(多態性)
def func(obj):
    obj.run()


func(peo1)
func(pig1)
func(d1)
人正在走
pig is walking
dog is running
# 多態性依賴於:繼承
# 多態性:定義統一的接口
def func(obj):  # obj這個參數沒有類型限制,可以傳入不同類型的值
    obj.talk()  # 調用的邏輯都一樣,執行的結果卻不一樣


func(peo2)
func(pig2)
func(d2)
say hello
say aoao
say wangwang

2.2 文件形態多態性的使用

def func(obj):
    obj.click()


func(text)
func(exe_file)
open file
execute file

2.3 序列數據類型多態性的使用

def func(obj):
    print(len(obj))


func('hello')
func([1, 2, 3])
func((1, 2, 3))
5
3
3

綜上可以說,多態性是一個接口(函數func)的多種實現(如obj.run(),obj.talk(),obj.click(),len(obj))

三、多態性的好處

其實大家從上面多態性的例子可以看出,我們並沒有增加新的知識,也就是說Python本身就是支持多態性的,這么做的好處是什么呢?

  1. 增加了程序的靈活性:以不變應萬變,不論對象千變萬化,使用者都是同一種形式去調用,如func(animal)

  2. 增加了程序額可擴展性:通過繼承Animal類創建了一個新的類,使用者無需更改自己的代碼,還是用func(animal)去調用

class Cat(Animal):  # 屬於動物的另外一種形態:貓
    def talk(self):
        print('say miao')


def func(animal):  # 對於使用者來說,自己的代碼根本無需改動
    animal.talk()


cat1 = Cat()  # 實例出一只貓
func(cat1)  # 甚至連調用方式也無需改變,就能調用貓的talk功能
say miao
  • 上述代碼我們新增了一個形態Cat,由Cat類產生的實例cat1,使用者可以在完全不需要修改自己代碼的情況下。使用和人、狗、豬一樣的方式調用cat1的talk方法,即func(cat1)

四、小結

多態:同一種事物的多種形態,動物分為人類,豬類(在定義角度)
多態性:一種調用方式,不同的執行效果(多態性)


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