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  • 类的多态和多态性

    很多人喜欢将多态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)

    1. 序列数据类型有多种形态:字符串,列表,元组

    2. 动物有多种形态:人,狗,猪

    1.1 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
    

    1.2 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。

    2.1 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)
    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
    

    2.2 文件形态多态性的使用

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

    2.3 序列数据类型多态性的使用

    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?

    1. 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)

    2. 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
    
    • 上述代码我们新增了一个形态Cat,由Cat类产生的实例cat1,使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法,即func(cat1)

    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)

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