Python的继承与多态

Python的继承与多态
一、概述
继承和多态是面向对象程序设计的两个基本概念。

继承是指一个
类可以从另一个类继承属性和方法。

多态是指同一个方法可以根据传
入的不同参数表现出不同的行为。

Python作为一种面向对象编程语言，继承和多态在其语言中得到了非常好的支持。

本文将分别从继承和多
态两个方面来讨论Python中的这两个概念，并探究其在Python程序
设计中的应用。

二、继承的应用
1.基本概念
继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。

在Python中，
继承可以通过在类定义时在类名后加上要继承的父类名称来实现。

例如：
```
class Animal:
def __init__(self, name):
= name
def age(self):
return 0
class Dog(Animal):
def age(self):
return 2
```
在这个例子中，我们定义了一个父类Animal，该类有一个属性name和一个方法age，其中age方法返回0。

然后我们定义了一个子类Dog，它继承了Animal并覆盖了其age方法，使其返回2。

2.使用super函数
在上面的例子中，我们通过重新定义方法来覆盖父类的方法。

但是，如果我们想在子类中保留父类方法的一些行为，该怎么办呢？这
时就需要使用super函数。

super函数可以用来调用父类的方法，让子类继承父类的行为。

例如：
```
class Animal:
def __init__(self, name):
= name
def age(self):
return 0
class Dog(Animal):
def age(self):
return super().age() + 2
```
在这个例子中，我们重新定义了Dog类的age方法，在其中调用了父类Animal的age方法，并给其加上了2。

这样就在保留原有的父类行为的同时，给其添加了新的行为。

3.实现多态
继承不仅可以使子类继承父类的行为，还可以通过多态来实现不同的子类表现出不同的行为。

在Python中，多态可以通过参数的不同类型来实现。

例如：
```
class Animal:
def __init__(self, name):
= name
def age(self):
return 0
class Dog(Animal):
def age(self):
return super().age() + 2
class Cat(Animal):
def age(self):
return super().age() + 1
def check_age(animal):
print(animal.age())
check_age(Dog("Tommy")) #输出：2
check_age(Cat("Mimi")) #输出：1
```
在这个例子中，我们定义了一个check_age函数，接受一个
Animal对象作为参数，并调用其age方法。

然后我们分别创建了一个Dog和Cat对象，并将其作为参数传入check_age函数。

由于Dog和
Cat都继承了Animal，并实现了其age方法，因此在check_age函数
内部，它们的age方法都被成功调用，并输出了各自的年龄。

三、多态的应用
1.基本概念
多态是指同一个方法可以根据传入的不同参数表现出不同的行为。

在Python中，多态可以通过函数的参数类型来实现。

例如：
```
def add(x, y):
return x + y
print(add(1, 2)) #输出：3
print(add("hello ", "world")) #输出：hello world
```
在这个例子中，我们定义了一个add函数，接受两个参数。

我们分别传入了一个整型和两个字符串作为参数，add函数根据不同参数的类型，表现出了不同的行为。

2.抽象基类
在Python中，我们还可以使用抽象基类来实现多态。

抽象基类是一个不能被实例化的类，它的目的是为了被继承。

抽象基类中定义了一些抽象方法，子类必须实现这些抽象方法，否则将无法被实例化。

例如：
```
from abc import ABC, abstractmethod class Shape(ABC):
@abstractmethod
def area(self):
pass
class Rectangle(Shape):
def __init__(self, width, height): self.width = width
self.height = height
def area(self):
return self.width * self.height class Circle(Shape):
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return 3.14 * self.radius ** 2
shapes = [Rectangle(3, 4), Circle(5)]
for shape in shapes:
print(shape.area())
```
在这个例子中，我们定义了一个抽象基类Shape，其中定义了一个抽象方法area。

然后我们定义了两个子类Rectangle和Circle，它们都继承了Shape，并实现了其抽象方法。

最后，我们创建了一个包含不同形状的列表，并遍历列表调用各自的area方法。

由于Rectangle和Circle都实现了Shape的抽象方法，因此它们的area方法均被成功调用。

四、总结
继承和多态是面向对象程序设计中至关重要的两个概念。

在Python中，这两个概念得到了非常好的支持。

通过继承和多态，我们可以将代码组织得更为清晰和优雅，提高代码的可重用性、可扩展性
和可维护性，并让代码更易于理解。

在设计Python程序时，尤其需要注意继承和多态的应用。

只有正确地使用这两个概念，才能写出好的Python程序。