接口類的多繼承以及抽象類的單繼承

接口類的多繼承以及抽象類的單繼承

一、接口類（面向對象開發的思想和規范）的多繼承

需求：

定義一個tiger類：會走，會游

定義一個hawk類：會走，會飛

定義一個swan類：會走，會游，會飛

(a)如果像以下代碼的方式，則不能夠滿足以上的需求，只有swan的實例化才是正確的，其他兩個tiger類和hawk類則不能滿足

class Animal:
    def walk(self):
        pass
    def swim(self):
        pass
    def fly(self):
        pass
tiger = Animal()
swan = Animal()
hawk = Animal()

 

(b)而以下代碼確切定義每一個類，每個類的屬性都都在類里面存在，這樣寫雖然可以滿足前面的需求，但是不好的地方就是，重復的方法太多，顯得累贅

class Tiger:
    def walk(self):
        pass
    def swim(self):
        pass
class Hawk:
    def walk(self):
        pass
    def fly(self):
        pass
class Swan:
    def walk(self):
        pass
    def swim(self):
        pass
    def fly(self):
        pass
tiger = Tiger()
swan = Swan()
hawk = Hawk()

 

(c)以下代碼使用了接口類的多繼承，雖然代碼看起來還是和（b）一樣有點多，但是它起到了一個規范的作用，不容易出錯，出錯了了也更容易找到出錯的地方，一出現錯誤，就說明，子類中不存在與父類中同名的方法和函數，然后做出對應的修改即可

from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Swim_Animal(metaclass=ABCMeta):  # 父類，接口類有一個規范的作用
    @abstractmethod  # 語法糖，直接用別人寫好的代碼
    def swim(self):  # 接口類里面的方法函數都不會執行實現，否則就是子類不存在接口類的方法函數，就會報錯
        pass
    
class Walk_Animal(metaclass=ABCMeta):  # 父類，接口類有一個規范的作用
    @abstractmethod  # 語法糖，直接用別人寫好的代碼
    def walk(self):  # 接口類里面的方法函數都不會執行實現，否則就是子類不存在接口類的方法函數，就會報錯
        pass

class Fly_Animal(metaclass=ABCMeta):  # 父類，接口類有一個規范的作用
    @abstractmethod  # 語法糖，直接用別人寫好的代碼
    def fly(self):  # 接口類里面的方法函數都不會執行實現，否則就是子類不存在接口類的方法函數，就會報錯
        pass

class Tiger(Walk_Animal,Swim_Animal):pass  # 子類，繼承多個父類，類里面應該含有對應父類中方法和函數
class Hawk(Walk_Animal,Fly_Animal):pass  # 子類，繼承多個父類，類里面應該含有對應父類中方法和函數
class Swan(Walk_Animal,Swim_Animal,Fly_Animal):pass  # 子類，繼承多個父類，類里面應該含有對應父類中方法和函數

 

從(a)和(c)接口類的多繼承的代碼也可以比較容易理解在使用接口類常用的一個原則：

接口隔離原則：使用多個專門的接口（，多個規范，多個父類），而不使用單一的總接口（單一的父類），即客戶端不應該依賴那些不需要的接口

 

二、抽象類的單繼承

如果說類是從一堆對象中抽取相同的內容而來，那么抽象類就是從一堆類中抽取相同的內容而來的，內容包括數據屬性和函數屬性，以下用一個例子來說明什么是抽象類

對於操作系統來說，一切皆是文件，利用abc模塊可以實現抽象類

import abc
class ALL_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type = 'file'
    @abc.abstractmethod  # 定義抽象方法，無需實現功能，裝飾器
    def read(self):
        '子類必須定義讀功能'
        with open('filename') as f:  # 還可以在這里實現其他的方法，但子類必須要有read方法
    @abc.abstractmethod  # 定義抽象方法，無需實現功能
    def write(self):
        '子類必須定義寫功能'
        pass   # 還可以在這里實現其他的方法，但子類必須要有write方法
    

class Txt(ALL_file):pass  # 單繼承，必須要有read和write的方法
class Sata(ALL_file):pass  # 單繼承，必須要有read和write的方法
class Process(ALL_file):pass  # 單繼承，必須要有read和write的方法

 

三、接口類和抽象類的小結

無論是接口類還是抽象類都是面向對象的開發規范，都不能實例化

 

 

（1）Java：Java里面所有的類都是單繼承，所以抽象類完美的解決了單繼承需求中的規范問題；但是對於多繼承的需求，Java本身語法不支持，所以創建了接口interface這個概念來解決多繼承問題

（2）python：由於python也想用這種類似的設計模式，所以模仿Java中接口類和抽象類的概念，只不過概念比較模糊。python中沒有接口類，但是它本身支持的多繼承並用class可以實現和接口類一樣的功能效果；而python中支持抽象類，即單繼承的方法就可以實現抽象類的功能作用