Python中的类和对象（6）

1.多态

多态在编程中是一个非常重要的概念，它是指同一个运算符、函数或对象在不同的场景下，具有不同的作用效果，这么一个技能。

我们知道加号（+）和乘号（*）运算符在 Python 被广泛使用，但是它们并非只是单一的用途，比如当两边都是数字的时候，它们执行的是算术运算：

>>> 3 + 5
8
>>> 3 * 5
15

遇到字符串，会变成另一种情况

>>> "Py" + "FishC"
'PyFishC'
>>> "FishC" * 3
'FishCFishCFishC'

执行的是拼接和重复~

这种 “见机行事” 的行为，我们就称之为多态。

除了运算符之外，Python 中有一些函数也是支持多态的，比如 len() 函数，它的功能是获取一个对象的长度：

>>> len("FishC")
5
>>> len(["Python", "FishC", "Me"])
3
>>> len({"name":"小甲鱼", "age":"18"})
2

你看，给它传递一个字符串，它帮你统计字符的个数；给它传递一个列表，它帮你统计列表中元素的个数；给它传递一个字典，它计算的是字典中键的个数。这就是函数的多态性。

多态的好处这样就一目了然了，尽管我们的接口是不变的，但它却可以根据不同的对象执行不同的操作。

2.类继承的多态

Python 允许我们在子类中定义与父类同名的方法。就是如果我们对于父类的某个方法不满意的话，完全是可以在子类中重新定义一个同名的方法进行覆盖，这种做法我们称为重写，这在前面的课程有讲解过了。

重写，其实就是实现类继承的多态：

>>> class Shape:
...     def __init__(self, name):
...         self.name = name
...     def area(self):
...         pass
...        
>>> class Square(Shape):
...     def __init__(self, length):
...         super().__init__("正方形")
...         self.length = length
...     def area(self):
...         return self.length * self.length
...        
>>> class Circle(Shape):
...     def __init__(self, radius):
...         super().__init__("圆形")
...         self.radius = radius
...     def area(self):
...         return 3.14 * self.radius * self.radius
...        
>>> class Triangle(Shape):
...     def __init__(self, base, height):
...         super().__init__("三角形")
...         self.base = base
...         self.height = height
...     def area(self):
...         return self.base * self.height / 2
...
>>> s = Square(5)
>>> c = Circle(6)
>>> t = Triangle(3, 4)
>>> s.name
'正方形'
>>> c.name
'圆形'
>>> t.name
'三角形'
>>> s.area()
25
>>> c.area()
113.03999999999999
>>> t.area()
6.0

正方形、圆形、三角形都继承自 Shape 类，但又都重写了构造函数和 area() 方法，这就是多态的体现。

3.自定义函数的多态

>>> class Cat:
...     def __init__(self, name, age):
...         self.name = name
...         self.age = age
...     def intro(self):
...         print(f"我是一只沙雕猫咪，我叫{self.name}，今年{self.age}岁~")
...     def say(self):
...         print("mua~")
...
>>> class Dog:
...     def __init__(self, name, age):
...         self.name = name
...         self.age = age
...     def intro(self):
...         print(f"我是一只小狗，我叫{self.name}，今年{self.age}岁~")
...     def say(self):
...         print("哟吼~")
...
>>> class Pig:
...     def __init__(self, name, age):
...         self.name = name
...         self.age = age
...     def intro(self):
...         print(f"我是一只小猪，我叫{self.name}，今年{self.age}岁~")
...     def say(self):
...         print("oink~") # 不要问我猪为什么这么叫，我是跟隔壁幼儿园的小朋友学的，oink~
...
>>> c = Cat("web", 4)
>>> d = Dog("布布", 7)
>>> p = Pig("大肠", 5)
>>> def animal(x):
...     x.intro()
...     x.say()
...        
>>> animal(c)
我是一只沙雕猫咪，我叫宝儿，今年3岁~
mua~
>>> animal(d)
我是一只小狗，我叫布布，今年5岁~
哟吼~
>>> animal(p)
我是一只小猪，我叫大肠，今年5岁~
oink~

看，这个 animal() 函数就具有多态性，该函数接收不同对象作为参数，并在不检查其类型的情况下执行其方法。

4.鸭子类型

>>> class Bicycle:
...     def intro(self):
...         print("我曾经跨过山和大海，也穿过人山人海~")
...     def say(self):
...         print("都有自行车了，要什么兰博基尼？")
...

自行车这个类，既有 intro() 方法，也有 say() 方法，所以它即便被前面的 animal() 函数所调用，也不会出错：

>>> b = Bicycle()
>>> animal(b)
我曾经跨过山和大海，也穿过人山人海~
都有自行车了，要什么兰博基尼？

编程中鸭子类型的概念就是：我们不需要关心对象具体是什么类型，只在乎它的行为方法是否符合要求即可。

5.思维导图