[ python ] 多型
python天生支援多型
多型指的是一類事物有多種形態
當我們定義一個class的時候,我們實際上就定義了一種資料型別,我們定義的資料型別和python自帶的資料型別,比如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 型別 Out[6]: True In [7]: isinstance(b, Animal) # b 是 Animal 型別 Out[7]: True In [8]: isinstance(c, Dog) # c 是 Dog 型別 Out[8]: True In [9]: isinstance(c, Animal) Out[9]: True
c 不僅僅是 Dog, c 還是 Animal, 因為 Animal 是 c的父類,因此 c 及時 Dog型別,也是 Animal 型別,但是反過來是不行的。
In [12]: b = Animal() In [13]: isinstance(b, Dog) Out[13]: False
Dog 可以看成 Animal,但是 Animal 不可以看成 Dog
要理解多型,需要編寫一個 run_twice 函式。
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)
當我們傳入 Animal 的例項時,run_twice() 就打印出:
dog is running... dog is running...
現在,如果我們再定義一個Tortoise型別,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)
當我們呼叫 run_twice()時,傳入 Tortoise 的例項:
tortoise is running... tortoise is running...
你會發現,新增一個Animal的子類,不必對run_twice()做任何修改,實際上,任何依賴Animal作為引數的函式或者方法都可以不加修改地正常執行,原因就在於多型。
對於一個變數,我們只需要知道它是Animal型別,無需確切地知道它的子型別,就可以放心地呼叫run()方法,而具體呼叫的run()方法是作用在Animal、Dog、Cat還是Tortoise物件上,由執行時該物件的確切型別決定,
這就是多型真正的威力:呼叫方只管呼叫,不管細節,而當我們新增一種Animal的子類時,只要確保run()方法編寫正確,不用管原來的程式碼是如何呼叫的。這就是著名的“開閉”原則:
- 對擴充套件開放:允許新增Animal子類;
- 對修改封閉:不需要修改依賴Animal型別的run_twice()等函式
靜態語言 vs 動態語言
對於靜態語言(例如Java)來說,如果需要傳入Animal型別,則傳入的物件必須是Animal型別或者它的子類,否則,將無法呼叫run()方法。
對於Python這樣的動態語言來說,則不一定需要傳入Animal型別。我們只需要保證傳入的物件有一個run()方法就可以了:
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“鴨子型別”,它並不要求嚴格的繼承體系,一個物件只要“看起來像鴨子,走起路來像鴨子”,那麼就可以被看做是鴨子。
小結
動態語言的鴨子型別的特點決定了繼承不像靜態語言那樣是必須的。