Python面向对象-多态

面向对象的三大特性

封装 继承 多态

python学习过程中,封装继承将随处可见,但却很少遇见多态,那么python到底有没有多态呢?有的话又是怎么实现的呢?

1.多态有什么用,为什么要引入多态的概念?

多态,字面理解为多种形态,没错,就是一个方法能表现出不同的形态。

同一操作(方法)作用于不同的对象,可以有不同的解释,产生不同的结果,将其上升到父类与子类的层面时,就是父类的引用指向了子类的对象。

多态除了增加代码的可复用性外,主要是为了解决类型耦合,从而实现代码的可扩展性。

2.多态的作用?
  • 1.不必为每一个子类编写方法,只需要在父类中编写一次(继承的作用体现)
  • 2.子类的功能可以被父类的方法或引用变量所调用,消除类型之间的耦合关系(多态的真正的作用)

因此可以说:

封装和继承就是为多态服务的

而想要实现多态,也是有先决条件的:

  • 1、要有继承;
  • 2、要有重写;
  • 3、父类引用指向子类对象。
实现多态的技术称为:动态绑定(dynamic binding),是指在执行期间判断所引用对象的实际类型,根据其实际的类型调用其相应的方法。
3.怎样实现多态

现实中多态的例子举不胜举,比如我按下回车键,如果在word中就是换行,如果在QQ的发送消息界面就是发送消息,如果在命令行界面就是执行命令等等。

而python由于其鸭子类型的存在,多态表现的并不明显,在java/C++中,为了消除类型耦合,经常会用到,比如下面的例子:
//汽车接口   
interface Car {   
    // 汽车名称   
    String getName();   
  
    // 获得汽车售价   
    int getPrice();   
}   
  
// 宝马   
class BMW implements Car {   
    public String getName() {   
        return "BMW";   
    }   
  
    public int getPrice() {   
        return 300000;   
    }   
}   
  
// 奇瑞QQ   
class CheryQQ implements Car {   
    public String getName() {   
        return "CheryQQ";   
    }   
  
    public int getPrice() {   
        return 20000;   
    }   
}   
  
// 汽车出售店   
public class CarShop {   
    // 卖出一部车   
    public void sellCar(Car car) {   
        System.out.println("车型:" + car.getName() + "  单价:" + car.getPrice());   
        // 增加卖出车售价的收入   
        money += car.getPrice();   
    }   

    public static void main(String[] args) {   
        CarShop aShop = new CarShop();   
        // 卖出一辆宝马   
        aShop.sellCar(new BMW());   
        // 卖出一辆奇瑞QQ   
        aShop.sellCar(new CheryQQ());   
    }   
}  

结果想必大家都知道了:

车型:BMW 单价:300000
车型:CheryQQ 单价:20000

但如果此时工厂又多进了一批桑塔纳的车,需要卖出时,只需要添加桑塔纳的子类即可:

// 桑塔纳汽车   
class Santana implements Car {   
    public String getName() {   
        return "Santana";   
    }   
  
    public int getPrice() {   
        return 80000;   
    }   
}  
以上,就是多态在静态语言中实现

而对于python这种动态语言,多态似乎有一点不同
首先定义三个类,每个类都有一个print方法

class Person(object):
    def print(self):
        return 'I am a Person'

class Student(Person):
    def print(self):
        return 'I am a Student'

class Teacher(Person):
    def print(self):
        return 'I am a Teacher'

然后定义一个print_test的函数,作用是调用参数x的print方法

def print_test(x):
    print(x.print())

p = Person()
s = Student()
t = Teacher()

print_test(p)
print_test(s)
print_test(t)

输出结果:

I am a Person
I am a Student
I am a Teacher

由于python弱类型的影响,实际上我们并不需要规避类型的耦合风险,本身就会根据实际的类型去执行,所以大概可以认为python本身就是多态的。

注意:重载并不是多态的体现

不知道有没有发现,python中重载也貌似没有见过

4.Q:为什么python同样没有重载:

函数重载主要是为了解决两个问题:

  • 1.可变参数类型
  • 2.可变参数个数

另外,一个基本的设计原则是,仅仅当两个函数除了参数类型和参数个数不同以外,其功能是完全相同的,此时才使用函数重载,如果两个函数的功能其实不同,那么不应当使用重载,而应当使用一个名字不同的函数。

好吧,那么对于情况 1 ,函数功能相同,但是参数类型不同,python 如何处理?答案是根本不需要处理,因为 python 可以接受任何类型的参数,如果函数的功能相同,那么不同的参数类型在 python 中很可能是相同的代码,没有必要做成两个不同函数。

那么对于情况 2 ,函数功能相同,但参数个数不同,python 如何处理?大家知道,答案就是缺省参数。对那些缺少的参数设定为缺省参数即可解决问题。因为你假设函数功能相同,那么那些缺少的参数终归是需要用的。

好了,鉴于情况 1 跟 情况 2 都有了解决方案,python 自然就不需要函数重载了

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