[ python ] 多態

python天生支持多態

多態指的是一類事物有多種形態

當咱們定義一個class的時候，咱們實際上就定義了一種數據類型，咱們定義的數據類型和python自帶的數據類型，好比str、list、dict 沒什麼兩樣：

In [1]: class Animal:
   ...:     pass

In [2]: class Dog(Animal):
   ...:     pass

In [3]: a = list()

In [4]: b = Animal()

In [5]: c = Dog()

In [6]: isinstance(a, list)    # a 是 list 類型
Out[6]: True

In [7]: isinstance(b, Animal)    # b 是 Animal 類型
Out[7]: True

In [8]: isinstance(c, Dog)    # c 是 Dog 類型
Out[8]: True



In [9]: isinstance(c, Animal)
Out[9]: True

 

 

c 不單單是 Dog, c 仍是 Animal, 由於 Animal 是 c的父類，所以 c 及時 Dog類型，也是 Animal 類型，可是反過來是不行的。

In [12]: b = Animal()

In [13]: isinstance(b, Dog)
Out[13]: False

 

 

Dog 能夠當作 Animal，可是 Animal 不能夠當作 Dog

要理解多態，須要編寫一個 run_twice 函數。

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

class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running...')

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('cat is running...')


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

dog = Dog()

run_twice(dog)

 

 

當咱們傳入 Animal 的實例時，run_twice() 就打印出：

dog is running...
dog is running...

 

 

如今，若是咱們再定義一個Tortoise類型，也從Animal派生：

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

class Dog(Animal):
    def run(self):
        print('dog is running...')

class Cat(Animal):
    def run(self):
        print('cat is running...')


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


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

tortoise = Tortoise()

run_twice(tortoise)

 

 

當咱們調用 run_twice()時，傳入 Tortoise 的實例：

tortoise is running...
tortoise is running...

 

你會發現，新增一個Animal的子類，沒必要對run_twice()作任何修改，實際上，任何依賴Animal做爲參數的函數或者方法均可以不加修改地正常運行，緣由就在於多態。

 

對於一個變量，咱們只須要知道它是Animal類型，無需確切地知道它的子類型，就能夠放心地調用run()方法，而具體調用的run()方法是做用在Animal、Dog、Cat仍是Tortoise對象上，由運行時該對象的確切類型決定，

這就是多態真正的威力：調用方只管調用，無論細節，而當咱們新增一種Animal的子類時，只要確保run()方法編寫正確，不用管原來的代碼是如何調用的。這就是著名的「開閉」原則：

• 對擴展開放：容許新增Animal子類；
• 對修改封閉：不須要修改依賴Animal類型的run_twice()等函數

 

靜態語言 vs 動態語言 

對於靜態語言（例如Java）來講，若是須要傳入Animal類型，則傳入的對象必須是Animal類型或者它的子類，不然，將沒法調用run()方法。
對於Python這樣的動態語言來講，則不必定須要傳入Animal類型。咱們只須要保證傳入的對象有一個run()方法就能夠了：

class Timer:
    def run(self):
        print('Start...')

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

timer = Timer()

run_twice(timer)

 

 

這就是動態語言的「鴨子類型」，它並不要求嚴格的繼承體系，一個對象只要「看起來像鴨子，走起路來像鴨子」，那麼就能夠被看作是鴨子。

 

小結 

動態語言的鴨子類型的特色決定了繼承不像靜態語言那樣是必須的。