Python类的继承和多态代码详解

脚本专栏 2024/9/22 佚名

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Python类的继承

在OOP（ObjectOrientedProgramming）程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Baseclass、Superclass）。

我们先来定义一个classPerson，表示人，定义属性变量name及sex（姓名和性别）；

定义一个方法print_title()：当sex是male时，printman；当sex是female时，printwoman。参考如下代码：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
    
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")

class Child(Person):              # Child 继承 Person
  pass
      
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")

print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)  # 子类继承父类方法及属性
May.print_title()
Peter.print_title()

而我们编写Child类，完全可以继承Person类（Child就是Person）；使用classsubclass_name(baseclass_name)来表示继承；

继承有什么好处？最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下Child类就可以直接使用父类的print_title()方法

实例化Child的时候，子类继承了父类的构造函数，就需要提供父类Person要求的两个属性变量name及sex：

在继承关系中，如果一个实例的数据类型是某个子类，那它也可以被看做是父类（May既是Child又是Person）。但是，反过来就不行（Peter仅是Person，而不是Child）。

继承还可以一级一级地继承下来，就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类，最终都可以追溯到根类object，这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树：

isinstance()及issubclass()

Python与其他语言不同点在于，当我们定义一个class的时候，我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型，比如str、list、dict没什么两样。

Python有两个判断继承的函数：isinstance()用于检查实例类型；issubclass()用于检查类继承。参见下方示例：

class Person(object):
  pass

class Child(Person):         # Child 继承 Person
  pass

May = Child()
Peter = Person()  

print(isinstance(May,Child))     # True
print(isinstance(May,Person))    # True
print(isinstance(Peter,Child))    # False
print(isinstance(Peter,Person))   # True
print(issubclass(Child,Person))   # True

Python类的多态

在说明多态是什么之前，我们在Child类中重写print_title()方法：若为male，printboy；若为female，printgirl

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
    
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")

class Child(Person):        # Child 继承 Person
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("boy")
    elif self.sex == "female":
      print("girl")
    
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")

print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()

当子类和父类都存在相同的print_title()方法时，子类的print_title()覆盖了父类的print_title()，在代码运行时，会调用子类的print_title()

这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

多态的好处就是，当我们需要传入更多的子类，例如新增Teenagers、Grownups等时，我们只需要继承Person类型就可以了，而print_title()方法既可以直不重写（即使用Person的），也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Person的子类时，只要确保新方法编写正确，而不用管原来的代码。这就是著名的“开闭”原则：

对扩展开放（Openforextension）：允许子类重写方法函数

对修改封闭（Closedformodification）：不重写，直接继承父类方法函数

子类重写构造函数

子类可以没有构造函数，表示同父类构造一致；子类也可重写构造函数；现在，我们需要在子类Child中新增两个属性变量：mother和father，我们可以构造如下（建议子类调用父类的构造方法，参见后续代码）：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
  self.name = name
  self.sex = sex

class Child(Person):        # Child 继承 Person
  def __init__(self,name,sex,mother,father):
    self.name = name
    self.sex = sex
    self.mother = mother
    self.father = father

May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)  

Person

若父类构造函数包含很多属性，子类仅需新增1、2个，会有不少冗余的代码，这边，子类可对父类的构造方法进行调用，参考如下：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex

class Child(Person):             # Child 继承 Person
  def __init__(self,name,sex,mother,father):
    Person.__init__(self,name,sex)    # 子类对父类的构造方法的调用
    self.mother = mother
    self.father = father

May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)

多重继承

多重继承的概念应该比较好理解，比如现在需要新建一个类baby继承Child，可继承父类及父类上层类的属性及方法，优先使用层类近的方法，代码参考如下：

class Person(object):
  def __init__(self,name,sex):
    self.name = name
    self.sex = sex
    
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("man")
    elif self.sex == "female":
      print("woman")
      
class Child(Person):
  pass

class Baby(Child):
  pass

May = Baby("May","female")    # 继承上上层父类的属性
print(May.name,May.sex)      
May.print_title()         # 可使用上上层父类的方法


class Child(Person):        
  def print_title(self):
    if self.sex == "male":
      print("boy")
    elif self.sex == "female":
      print("girl")
      
class Baby(Child):
  pass
      
May = Baby("May","female")
May.print_title()        # 优先使用上层类的方法

总结

以上就是本文关于Python类的继承和多态代码详解的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！

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