Python面向?qū)ο缶幊讨^承與多態(tài)詳解

Python面向?qū)ο缶幊讨^承與多態(tài)詳解

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本文實(shí)例講述了Python面向?qū)ο缶幊讨^承與多態(tài)。分享給大家供大家參考，具體如下：

Python 類的繼承

在OOP（Object Oriented Programming）程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)我們定義一個(gè)class的時(shí)候，可以從某個(gè)現(xiàn)有的class 繼承，新的class稱為子類（Subclass），而被繼承的class稱為基類、父類或超類（Base class、Super class）。

我們先來(lái)定義一個(gè)class Person，表示人，定義屬性變量 name 及 sex （姓名和性別）；

定義一個(gè)方法print_title()：當(dāng)sex是male時(shí)，print man；當(dāng)sex 是female時(shí)，print woman。參考如下代碼：

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 繼承 Person

pass

May = Child("May","female")

Peter = Person("Peter","male")

print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex) # 子類繼承父類方法及屬性

May.print_title()

Peter.print_title()

而我們編寫 Child 類，完全可以繼承 Person 類（Child 就是 Person）；使用 class subclass_name(baseclass_name) 來(lái)表示繼承；

繼承有什么好處？最大的好處是子類獲得了父類的全部屬性及功能。如下 Child 類就可以直接使用父類的 print_title() 方法

實(shí)例化Child的時(shí)候，子類繼承了父類的構(gòu)造函數(shù)，就需要提供父類Person要求的兩個(gè)屬性變量 name 及 sex：

在繼承關(guān)系中，如果一個(gè)實(shí)例的數(shù)據(jù)類型是某個(gè)子類，那它也可以被看做是父類（May 既是 Child 又是 Person）。但是，反過(guò)來(lái)就不行（Peter 僅是 Person，而不是Child）。

繼承還可以一級(jí)一級(jí)地繼承下來(lái)，就好比從爺爺?shù)桨职?、再到兒子這樣的關(guān)系。而任何類，最終都可以追溯到根類object，這些繼承關(guān)系看上去就像一顆倒著的樹。比如如下的繼承樹：

isinstance() 及 issubclass()

Python 與其他語(yǔ)言不同點(diǎn)在于，當(dāng)我們定義一個(gè) class 的時(shí)候，我們實(shí)際上就定義了一種數(shù)據(jù)類型。我們定義的數(shù)據(jù)類型和Python自帶的數(shù)據(jù)類型，比如str、list、dict沒(méi)什么兩樣。

Python 有兩個(gè)判斷繼承的函數(shù)：isinstance() 用于檢查實(shí)例類型；issubclass() 用于檢查類繼承。參見下方示例：

class Person(object):

pass

class Child(Person): # Child 繼承 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 類的多態(tài)

在說(shuō)明多態(tài)是什么之前，我們?cè)?Child 類中重寫 print_title() 方法：若為male，print boy；若為female，print girl

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 繼承 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()

當(dāng)子類和父類都存在相同的 print_title()方法時(shí)，子類的 print_title() 覆蓋了父類的 print_title()，在代碼運(yùn)行時(shí)，會(huì)調(diào)用子類的 print_title()

這樣，我們就獲得了繼承的另一個(gè)好處：多態(tài)。

多態(tài)的好處就是，當(dāng)我們需要傳入更多的子類，例如新增 Teenagers、Grownups 等時(shí)，我們只需要繼承 Person 類型就可以了，而print_title()方法既可以直不重寫（即使用Person的），也可以重寫一個(gè)特有的。這就是多態(tài)的意思。調(diào)用方只管調(diào)用，不管細(xì)節(jié)，而當(dāng)我們新增一種Person的子類時(shí)，只要確保新方法編寫正確，而不用管原來(lái)的代碼。這就是著名的“開閉”原則：

對(duì)擴(kuò)展開放（Open for extension）：允許子類重寫方法函數(shù)

對(duì)修改封閉（Closed for modification）：不重寫，直接繼承父類方法函數(shù)

子類重寫構(gòu)造函數(shù)

子類可以沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)，表示同父類構(gòu)造一致；子類也可重寫構(gòu)造函數(shù)；現(xiàn)在，我們需要在子類 Child 中新增兩個(gè)屬性變量：mother 和 father，我們可以構(gòu)造如下（建議子類調(diào)用父類的構(gòu)造方法，參見后續(xù)代碼）：

class Person(object):

def __init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

class Child(Person): # Child 繼承 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)

若父類構(gòu)造函數(shù)包含很多屬性，子類僅需新增1、2個(gè)，會(huì)有不少冗余的代碼，這邊，子類可對(duì)父類的構(gòu)造方法進(jìn)行調(diào)用，參考如下：

class Person(object):

def __init__(self,name,sex):

self.name = name

self.sex = sex

class Child(Person): # Child 繼承 Person

def __init__(self,name,sex,mother,father):

Person.__init__(self,name,sex) # 子類對(duì)父類的構(gòu)造方法的調(diào)用

self.mother = mother

self.father = father

May = Child("May","female","April","June")

print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)

多重繼承

多重繼承的概念應(yīng)該比較好理解，比如現(xiàn)在需要新建一個(gè)類 baby 繼承 Child ， 可繼承父類及父類上層類的屬性及方法，優(yōu)先使用層類近的方法，代碼參考如下：

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") # 繼承上上層父類的屬性

print(May.name,May.sex)

May.print_title() # 可使用上上層父類的方法

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() # 優(yōu)先使用上層類的方法

Python類的繼承與多態(tài)詳細(xì)介紹

類(Class): 用來(lái)描述具有相同的屬性和方法的對(duì)象的集合。

類變量：類變量在整個(gè)實(shí)例化的對(duì)象中是公用的。類變量定義在類中且在函數(shù)體之外。類變量通常不作為實(shí)例變量使用。

類有一個(gè)名為 __init__() 的特殊方法（構(gòu)造方法），該方法在類實(shí)例化時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用

self:self 代表的是類的實(shí)例，代表當(dāng)前對(duì)象的地址，而 self.class 則指向類。

類調(diào)用 Car.weight

實(shí)例化 car01=Car(5)

實(shí)例對(duì)象調(diào)用 car01.weght

我們?cè)跇?gòu)造類時(shí)，Python3默認(rèn)我們繼承了object這個(gè)基類，我個(gè)人理解object就是個(gè)空的類，可以不用管為何要在括號(hào)中寫上object，這是Python3的特性，在python2中如果你沒(méi)有寫object的話不會(huì)默認(rèn)繼承了object這個(gè)基類。

同樣的我們自己希望繼承的父類只需要把objetc改為我們自己定義的類名即可。子類中可以擁有父類中所有的公有屬性和方法，但是可以通過(guò)在變量名前加下劃線使其變?yōu)樗接?，這樣子類就不可以訪問(wèn)父類中的成員了。

以下三個(gè)公交車類的父類均為客車類，我們可以寫一個(gè)funcs方法使得每次調(diào)用funcs方法時(shí)，傳入不同的對(duì)象以執(zhí)行不同的func方法，具體實(shí)現(xiàn)如下：

主函數(shù) ：

可以看到，我將小 汽車 實(shí)例化為帶有重量為5t的一個(gè)具體對(duì)象，將客車實(shí)例化為帶有重量為20t的一個(gè)具體對(duì)象，將三個(gè)公交車實(shí)例化為帶有重量為15t的一個(gè)具體對(duì)象.

如上圖所示，我每次在調(diào)用funcs方法時(shí)都傳入了一個(gè)實(shí)例化對(duì)象，funcs根據(jù)不同的對(duì)象執(zhí)行相應(yīng)的內(nèi)部方法。

Python中繼承的理解與運(yùn)用？

9.5. 繼承

當(dāng)然，如果一種語(yǔ)言不支持繼承就，“類”就沒(méi)有什么意義。派生類的定義如下所示:

class DerivedClassName(BaseClassName):

命名 BaseClassName （示例中的基類名）必須與派生類定義在一個(gè)作用域內(nèi)。除了類，還可以用表達(dá)式，基類定義在另一個(gè)模塊中時(shí)這一點(diǎn)非常有用:

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

派生類定義的執(zhí)行過(guò)程和基類是一樣的。構(gòu)造派生類對(duì)象時(shí)，就記住了基類。這在解析屬性引用的時(shí)候尤其有用：如果在類中找不到請(qǐng)求調(diào)用的屬性，就搜索基類。如果基類是由別的類派生而來(lái)，這個(gè)規(guī)則會(huì)遞歸的應(yīng)用上去。

派生類的實(shí)例化沒(méi)有什么特殊之處： DerivedClassName() （示列中的派生類）創(chuàng)建一個(gè)新的類實(shí)例。方法引用按如下規(guī)則解析：搜索對(duì)應(yīng)的類屬性，必要時(shí)沿基類鏈逐級(jí)搜索，如果找到了函數(shù)對(duì)象這個(gè)方法引用就是合法的。

派生類可能會(huì)覆蓋其基類的方法。因?yàn)榉椒ㄕ{(diào)用同一個(gè)對(duì)象中的其它方法時(shí)沒(méi)有特權(quán)，基類的方法調(diào)用同一個(gè)基類的方法時(shí)，可能實(shí)際上最終調(diào)用了派生類中的覆蓋方法。（對(duì)于 C++ 程序員來(lái)說(shuō)，Python 中的所有方法本質(zhì)上都是 虛 方法。）

派生類中的覆蓋方法可能是想要擴(kuò)充而不是簡(jiǎn)單的替代基類中的重名方法。有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以直接調(diào)用基類方法，只要調(diào)用： BaseClassName.methodname(self, arguments)。有時(shí)這對(duì)于客戶也很有用。（要注意只有 BaseClassName 在同一全局作用域定義或?qū)霑r(shí)才能這樣用。）

Python 有兩個(gè)用于繼承的函數(shù)：

函數(shù) isinstance() 用于檢查實(shí)例類型： isinstance(obj, int) 只有在 obj.__class__ 是 int 或其它從 int 繼承的類型

函數(shù) issubclass() 用于檢查類繼承： issubclass(bool, int) 為 True，因?yàn)?bool 是 int 的子類。

然而， issubclass(float, int) 為 False，因?yàn)?float 不是 int 的子類。

python類的繼承和單例模式 singleton、運(yùn)算符重載

@[toc]

全局只有一個(gè)實(shí)例

font color=#03a3e3 該實(shí)現(xiàn)方式在多線程場(chǎng)景下不安全

繼承其他類的類稱為派生類(derived class)

被其他類繼承的類稱為這些類的基類(base

class)

需要注意圓括號(hào)中基類的順序：font color=#03a3e3 從左到右搜索 font

多繼承會(huì)導(dǎo)致菱形 diamond關(guān)系：有至少一個(gè)基類可以從子類經(jīng)由多個(gè)繼承路徑到達(dá)

基類方法可能被多次調(diào)用

防止重復(fù)訪問(wèn)，每個(gè)基類只調(diào)用一次

通過(guò)子類實(shí)例對(duì)象課調(diào)用父類已被覆蓋

慎用多繼承（二義性）

– 對(duì)已有的運(yùn)算符重新進(jìn)行定義，賦予其另一種功能，以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型

– 運(yùn)算符重載不能改變其本來(lái)寓意

– 運(yùn)算符重載只是一種 “語(yǔ)法上的方便” （sugar)

– 是一種函數(shù)調(diào)用的方式

核心解密Python函數(shù)在（類與函數(shù)之間）和（類與類之間）互相調(diào)用

首先來(lái)看一個(gè)函數(shù)間的調(diào)用

類方法：

執(zhí)行結(jié)果：

metaclass能有什么用處，先來(lái)個(gè)感性的認(rèn)識(shí)：

1.1 在wiki上面，metaclass是這樣定義的：In object-oriented programming,

a metaclass is a class whose instances are classes.

Just as an ordinary class defines the behavior of certain objects,

a metaclass defines the behavior of certain classes and their instances.

也就是說(shuō)metaclass的實(shí)例化結(jié)果是類，而class實(shí)例化的結(jié)果是instance。我是這么理解的：

metaclass是類似創(chuàng)建類的模板，所有的類都是通過(guò)他來(lái)create的(調(diào)用 new )，這使得你可以自由的控制

創(chuàng)建類的那個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)你所需要的功能。

當(dāng)然你也可以用函數(shù)的方式（下文會(huì)講）

4.1 用類的形式

4.1.1 類繼承于type, 例如： class Meta(type):pass

4.1.2 將需要使用metaclass來(lái)構(gòu)建class的類的 metaclass 屬性（不需要顯示聲明，直接有的了）賦值為Meta（繼承于type的類）

4.2 用函數(shù)的形式

4.2.1 構(gòu)建一個(gè)函數(shù)，例如叫metaclass_new, 需要3個(gè)參數(shù)：name, bases, attrs，

name: 類的名字

bases: 基類，通常是tuple類型

attrs: dict類型，就是類的屬性或者函數(shù)

4.2.2 將需要使用metaclass來(lái)構(gòu)建class的類的 metaclass 屬性（不需要顯示聲明，直接有的了）賦值為函數(shù)metaclas_new

5.1 basic

metaclass的原理其實(shí)是這樣的：當(dāng)定義好類之后，創(chuàng)建類的時(shí)候其實(shí)是調(diào)用了type的 new 方法為這個(gè)類分配內(nèi)存空間，創(chuàng)建

好了之后再調(diào)用type的 init 方法初始化（做一些賦值等）。所以metaclass的所有magic其實(shí)就在于這個(gè) new 方法里面了。

說(shuō)說(shuō)這個(gè)方法： new (cls, name, bases, attrs)

cls: 將要?jiǎng)?chuàng)建的類，類似與self，但是self指向的是instance，而這里cls指向的是class

name: 類的名字，也就是我們通常用類名. name 獲取的。

bases: 基類

attrs: 屬性的dict。dict的內(nèi)容可以是變量(類屬性），也可以是函數(shù)（類方法）。

所以在創(chuàng)建類的過(guò)程，我們可以在這個(gè)函數(shù)里面修改name，bases，attrs的值來(lái)自由的達(dá)到我們的功能。這里常用的配合方法是

getattr和setattr（just an advice)

下面實(shí)現(xiàn)python中在一個(gè)類中調(diào)用另一個(gè)類的函數(shù)方法

或者下面來(lái)一個(gè)號(hào)理解的例子

執(zhí)行結(jié)果：

先來(lái)介紹內(nèi)部類與外部類是什么？

看源碼解析：

內(nèi)部類調(diào)用外部類的類屬性和類方法

參考文獻(xiàn)1

參考文獻(xiàn)2

參考文獻(xiàn)3

python中的super是什么？-

目錄

python中的super，名為超類，可以簡(jiǎn)單的理解為執(zhí)行父類的__init__函數(shù)。由于在python中不論是一對(duì)一的繼承，還是一子類繼承多個(gè)父類，都會(huì)涉及到執(zhí)行的先后順序的問(wèn)題。那么本文就著重看下super的具體作用。

通過(guò)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)案例，我們可以明確super的前后邏輯關(guān)系：先定義一個(gè)父類 initial ，在這個(gè)父類中有參數(shù)值 param 和函數(shù) func ，然后用子類 new 來(lái)繼承父類 initial 。繼承之后，在子類的 __init__ 函數(shù)中 super 執(zhí)行的前后去打印參數(shù)值 param 和函數(shù) func 的返回值，相關(guān)代碼如下所示：

代碼的執(zhí)行結(jié)果如下所示：

首先我們注意到，父類 initial 中的 __init__ 函數(shù)內(nèi)的打印語(yǔ)句，是在super之后才輸出的，這說(shuō)明了， super 函數(shù)是在執(zhí)行父類的初始化操作。那么如果沒(méi)有執(zhí)行 super ， new 子類對(duì) initial 父類的繼承體現(xiàn)在哪里呢？答案就是父類的成員函數(shù)，比如這樣的一個(gè)案例：

其實(shí)就是刪掉了子類中重載的成員函數(shù)，那么得到的結(jié)果如下：

可以發(fā)現(xiàn)在執(zhí)行super之前就可以打印父類的 func 函數(shù)的函數(shù)值。所以python中繼承的邏輯是這樣的：

initial.func() new.__init__() new.func()/new.param super() initial.__init__()/initial.param new.__init__()/new.paraminitial.func() new.__init__() new.func()/new.param super() initial.__init__()/initial.param new.__init__()/new.param

也正是因?yàn)橹挥袌?zhí)行了 super 才能初始化父類中的成員變量，因此如果在super之前是無(wú)法訪問(wèn)父類的成員變量的。

本文通過(guò)一個(gè)python的實(shí)際案例的設(shè)計(jì)，來(lái)講解python面向?qū)ο蟮募夹g(shù)——類的繼承中必用的super函數(shù)的邏輯。其實(shí)我們可以把python中類的繼承理解成這樣的一個(gè)過(guò)程：當(dāng)我們?cè)诶ㄌ?hào)中明確了父類時(shí)，其實(shí)已經(jīng)引用了父類的成員函數(shù)，但是并沒(méi)有執(zhí)行父類的初始化函數(shù)。在執(zhí)行子類的初始化函數(shù)的同時(shí)，會(huì)檢查是否重載了父類的成員函數(shù)，如果重載則會(huì)直接覆蓋。而只有在執(zhí)行了super之后，才相當(dāng)于執(zhí)行了父類的初始化函數(shù)，此時(shí)才可以訪問(wèn)父類的成員變量。

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作者ID：DechinPhy

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文章名稱：python繼承類函數(shù) python 繼承類
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