Python类的多态和多态性

柔情只为你懂 2022-10-12 15:55 151阅读 0赞

很多人喜欢将多态与多态性二者混为一谈，然后百思不得其解，其实只要分开看，就会很明朗。

#### 一、多态 ####

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）

*  序列数据类型有多种形态：字符串，列表，元组
 *  动物有多种形态：人，狗，猪

**1 动物的多种形态**

# 动物有多种形态：人类、猪、狗
    class Animal:
        def run(self):  # 子类约定俗称的必须实现这个方法
            raise AttributeError('子类必须实现这个方法')
    
    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):  # 同一类事物:动物
        @abc.abstractmethod  # 上述代码子类是约定俗称的实现这个方法，加上@abc.abstractmethod装饰器后严格控制子类必须实现这个方法
        def talk(self):
            raise AttributeError('子类必须实现这个方法')
    
    class People(Animal):  # 动物的形态之一:人
        def talk(self):
            print('say hello')
    
    class Dog(Animal):  # 动物的形态之二:狗
        def talk(self):
            print('say wangwang')
    
    class Pig(Animal):  # 动物的形态之三:猪
        def talk(self):
            print('say aoao')
    
    peo2 = People()
    pig2 = Pig()
    d2 = Dog()
    
    peo2.talk()
    pig2.talk()
    d2.talk()
    
    # say hello
    # say aoao
    # say wangwang

**2 文件的多种形态**

# 文件有多种形态：文件、文本文件、可执行文件
    import abc
    
    class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:文件
        @abc.abstractmethod
        def click(self):
            pass
    
    class Text(File):  # 文件的形态之一:文本文件
        def click(self):
            print('open file')
    
    class ExeFile(File):  # 文件的形态之二:可执行文件
        def click(self):
            print('execute file')
    
    text = Text()
    exe_file = ExeFile()
    
    text.click()
    exe_file.click()
    
    open file
    execute file

#### 二、多态性 ####

注意：多态与多态性是两种概念

多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

**1 动物形态多态性的使用**

多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）

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    def func(obj):
        obj.run()
    
    func(peo1)
    func(pig1)
    func(d1)
    
    # 人正在走
    # pig is walking
    # dog is running

多态性依赖于：继承  
多态性：定义统一的接口

def func(obj):  # obj这个参数没有类型限制，可以传入不同类型的值
        obj.talk()  # 调用的逻辑都一样，执行的结果却不一样
    
    func(peo2)
    func(pig2)
    func(d2)
    
    # say hello
    # say aoao
    # say wangwang

**2 文件形态多态性的使用**

def func(obj):
        obj.click()
    
    func(text)
    func(exe_file)
    
    open file
    execute file

**3 序列数据类型多态性的使用**

''' 遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流QQ群：531509025 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
    def func(obj):
        print(len(obj))
    
    func('hello')
    func([1, 2, 3])
    func((1, 2, 3))
    #5
    #3
    #3

综上可以说，多态性是一个接口（函数func）的多种实现（如obj.run()，obj.talk()，obj.click()，len(obj)）

#### 三、多态性的好处 ####

其实大家从上面多态性的例子可以看出，我们并没有增加新的知识，也就是说Python本身就是支持多态性的，这么做的好处是什么呢？

*  增加了程序的灵活性：以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)
 *  增加了程序额可扩展性：通过继承Animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用

class Cat(Animal):  # 属于动物的另外一种形态：猫
        def talk(self):
            print('say miao')
    
    def func(animal):  # 对于使用者来说，自己的代码根本无需改动
        animal.talk()
    
    cat1 = Cat()  # 实例出一只猫
    func(cat1)  # 甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能
    #say miao

#### 四、小结 ####

多态：同一种事物的多种形态，动物分为人类，猪类（在定义角度）  
多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）