淺談python中的多態(tài)
一、多態(tài)
多態(tài)是指一類事物有多種形態(tài),比如動物類,可以有貓,狗,豬等等。(一個(gè)抽象類有多個(gè)子類,因而多態(tài)的概念依賴于繼承)
import abc class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一類事物:動物 @abc.abstractmethod def talk(self): pass class Cat(Animal): #動物的形態(tài)之一:貓 def talk(self): print('say miaomiao') class Dog(Animal): #動物的形態(tài)之二:狗 def talk(self): print('say wangwang') class Pig(Animal): #動物的形態(tài)之三:豬 def talk(self): print('say aoao')
二、多態(tài)性
注意:多態(tài)與多態(tài)性是兩種概念
多態(tài)性是指具有不同功能的函數(shù)可以使用相同的函數(shù)名,這樣就可以用一個(gè)函數(shù)名調(diào)用不同內(nèi)容的函數(shù)。在面向?qū)ο蠓椒ㄖ幸话闶沁@樣表述多態(tài)性:向不同的對象發(fā)送同一條消息,不同的對象在接收時(shí)會產(chǎn)生不同的行為(即方法)。也就是說,每個(gè)對象可以用自己的方式去響應(yīng)共同的消息。所謂消息,就是調(diào)用函數(shù),不同的行為就是指不同的實(shí)現(xiàn),即執(zhí)行不同的函數(shù)。
import abc class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一類事物:動物 @abc.abstractmethod def talk(self): pass class Cat(Animal): #動物的形態(tài)之一:貓 def talk(self): print('say miaomiao') class Dog(Animal): #動物的形態(tài)之二:狗 def talk(self): print('say wangwang') class Pig(Animal): #動物的形態(tài)之三:豬 def talk(self): print('say aoao') c = Cat() d = Dog() p = Pig() def func(obj): obj.talk() func(c) func(d) func(p) ------------------------------ >>> say miaomiao >>> say wangwang >>> say aoao
綜上可以說,多態(tài)性是 : 一個(gè)接口,多種實(shí)現(xiàn)
多態(tài)性的好處:
- 增加了程序的靈活性,以不變應(yīng)萬變,不論對象千變?nèi)f化,使用者都是同一種形式去調(diào)用,如func(obj)
- 增加了程序額可擴(kuò)展性,通過繼承animal類創(chuàng)建了一個(gè)新的類,使用者無需更改自己的代碼,還是用func(obj)去調(diào)用
三、鴨子類型
調(diào)用不同的子類將會產(chǎn)生不同的行為,而無須明確知道這個(gè)子類實(shí)際上是什么,這是多態(tài)的重要應(yīng)用場景。而在python中,因?yàn)轼喿宇愋?duck typing)使得其多態(tài)不是那么酷。
鴨子類型是動態(tài)類型的一種風(fēng)格。在這種風(fēng)格中,一個(gè)對象有效的語義,不是由繼承自特定的類或?qū)崿F(xiàn)特定的接口,而是由"當(dāng)前方法和屬性的集合"決定。這個(gè)概念的名字來源于由James Whitcomb Riley提出的鴨子測試,“鴨子測試”可以這樣表述:“當(dāng)看到一只鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子,那么這只鳥就可以被稱為鴨子?!?/p>
在鴨子類型中,關(guān)注的不是對象的類型本身,而是它是如何使用的。例如,在不使用鴨子類型的語言中,我們可以編寫一個(gè)函數(shù),它接受一個(gè)類型為"鴨子"的對象,并調(diào)用它的"走"和"叫"方法。在使用鴨子類型的語言中,這樣的一個(gè)函數(shù)可以接受一個(gè)任意類型的對象,并調(diào)用它的"走"和"叫"方法。如果這些需要被調(diào)用的方法不存在,那么將引發(fā)一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。任何擁有這樣的正確的"走"和"叫"方法的對象都可被函數(shù)接受的這種行為引出了以上表述,這種決定類型的方式因此得名。
鴨子類型通常得益于不測試方法和函數(shù)中參數(shù)的類型,而是依賴文檔、清晰的代碼和測試來確保正確使用。
Duck typing 這個(gè)概念來源于美國印第安納州的詩人詹姆斯·惠特科姆·萊利(James Whitcomb Riley,1849- 1916)的詩句:”When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.”
先上代碼,也是來源于網(wǎng)上很經(jīng)典的案例:
class Duck(): def walk(self): print('I walk like a duck') def swim(self): print('i swim like a duck') class Person(): def walk(self): print('this one walk like a duck') def swim(self): print('this man swim like a duck')
可以很明顯的看出,Person類擁有跟Duck類一樣的方法,當(dāng)有一個(gè)函數(shù)調(diào)用Duck類,并利用到了兩個(gè)方法walk()和swim()。我們傳入Person類也一樣可以運(yùn)行,函數(shù)并不會檢查對象的類型是不是Duck,只要他擁有walk()和swim()方法,就可以正確的被調(diào)用。
再舉例,如果一個(gè)對象實(shí)現(xiàn)了__getitem__方法,那python的解釋器就會把它當(dāng)做一個(gè)collection,就可以在這個(gè)對象上使用切片,獲取子項(xiàng)等方法;如果一個(gè)對象實(shí)現(xiàn)了__iter__和next方法,python就會認(rèn)為它是一個(gè)iterator,就可以在這個(gè)對象上通過循環(huán)來獲取各個(gè)子項(xiàng)。
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