Python随手笔记(八)--------面向对象编程(4)

8.4 多态

当子类和父类都存在相同的run()方法时,我们说,子类的run()覆盖了父类的run(),在代码运行的时候,总是会调用子类的run()。这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态。
要理解什么是多态,我们首先要对数据类型再作一点说明。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:

a = list() # a是list类型
b = Animal() # b是Animal类型
c = Dog() # c是Dog类型

判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断:

>>> isinstance(a,list)
True
>>> isinstance(b,Animal)
True
>>> isinstance(c,Dog)
True

然后我们就会发现下面这个例子:

>>> isinstance(c,Animal)
True

这是有道理的,因为Dog是从Animal继承下来的,当我们创建了一个Dog的实例c时,我们认为c的数据类型是Dog没错,但c同时也是Animal,Dog本来就是Animal的一种。
所以,在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它的数据类型也可以被看做是父类。但是,反过来就不行:

>>> isinstance(b,Dog)
False

要理解多态的好处,我们还需要再编写一个函数,这个函数接受一个Animal类型的变量:

>>> def run_twice(animal):
	animal.run()
	animal.run()

当我们传入Animal的实例时,run_twice()就打印出:

>>> run_twice(Animal())
Animal is runnning...
Animal is runnning...
>>> run_twice(b)
Animal is runnning...
Animal is runnning...

当我们传入Dog的实例,run_twice()就会打印出:

>>> run_twice(c)
Dog is runnning...
Dog is runnning...

看上去没啥意思,但如果我们再定义一个Tortoise类型,也从Animal派生,并创建tortoise的一个实例t:

>>> class Tortoise(Animal):
	def run(self):
		print('Tortoise is running slowly...')

		
>>> t = Tortoise()

调用run_twice函数,并将t传入:


>>> run_twice(t)
Tortoise is running slowly...
Tortoise is running slowly...

会发现,新增一个Animal的子类,不必对run_twice()做任何修改,实际上,任何依赖Animal作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行,原因就在于多态。
多态的好处就是,当我们需要传入Dog、Cat、Tortoise……时,我们只需要接收Animal类型就可以了,因为Dog、Tortoise……都是Animal类型,然后,按照Animal类型进行操作即可。由于Animal类型有run()方法,因此,传入的任意类型,只要是Animal类或者子类,就会自动调用实际类型的run()方法,这就是多态的意思,而具体调用的run()方法是作用在Animal、Dog还是Tortoise对象上,由运行时该对象的确切类型决定,这就是多态真正的威力:调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Animal的子类时,只要确保run()方法编写正确,不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则:

对扩展开放:允许新增Animal子类;
对修改封闭:不需要修改依赖Animal类型的run_twice()等函数。

对于Java来说,如果需要传入Animal类型,则传入的对象必须是Animal类型或者它的子类,否则,将无法调用run()方法。
对于Python这样的动态语言来说,则不一定需要传入Animal类型。我们只需要保证传入的对象有一个run()方法就可以了.

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