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《看漫画学Python》学习笔记11:类与对象(下)

  • 2026-10-11 06:14:06
《看漫画学Python》学习笔记11:类与对象(下)

继承让子类复用父类代码,多态让不同对象以统一接口表现出不同行为。本章基于课件案例,带你掌握单继承、多继承、方法重写和多态(含鸭子类型)。

一、单继承(9.6.1)

父类Animal,子类 Cat 继承并扩展。

python

# coding = utf-8

# 代码文件:ch09/ch9_6_1.py

class Animal:

"""父类(基类):表示通用的动物"""

def __init__(self, name):

"""构造方法:初始化动物的名字"""

self.name = name          # 实例变量:存储动物的名字

def show_info(self):

"""实例方法:打印动物的名字"""

print('动物的名字:{}'.format(self.name))

def move(self):

"""实例方法:打印动物的动作"""

print('动物动一动...')

class Cat(Animal):

"""子类(派生类):继承自Animal,表示猫"""

def __init__(self, name, age):

"""

子类构造方法:比父类多一个age参数

super().__init__(name) 调用父类构造,确保父类的name被正确初始化

如果省略这行,父类的name属性就不会创建,后续调用show_info()会报错

"""

super().__init__(name)    # 调用父类Animal的__init__,传入name

self.age = age            # 子类新增的实例变量:年龄(父类中没有)

# ---------- 测试代码 -------cat = Cat('Tom', 2) # 创建Cat对象:name='Tom', age=2

# 调用父类继承来的方法

cat.move() # 输出“动物动一动...” → 子类没有move,自动从父类继承

cat.show_info() # 输出“动物的名字:Tom” → 子类没有show_info,自动从父类继承

# 尝试访问子类新增的属性

print(cat.age) # 输出 2 → age是子类独有的属性

print(cat.name) # 输出 Tom → name是从父类继承来的属性,通过super()初始化

# 关键点解析

-继承语法:class 子类(父类):,Cat 后面括号中的 Animal 表示继承自 Animal。

-super() 的作用:super() 返回一个代表父类的代理对象,通过它可以调用父类的方法。在子类构造方法中,必须用 super().__init__(参数) 调用父类构造,否则从父类继承的属性不会被初始化。

-方法查找顺序:当调用 cat.move() 时,Python 先查找子类 Cat 有没有 move 方法,没有则到父类 Animal 中查找。

-子类扩展:子类可以添加父类没有的新属性和新方法(如这里的 age)。

二、多继承与方法重写(9.6.2 & 9.6.3)

Horse 和 Donkey 作为两个父类,Mule 多继承它们,并重写 show_info。

python

# coding = utf-8

# 代码文件:ch09/ch9_6_2.py

class Horse:

"""父类1:马"""

def __init__(self, name):

"""构造方法:初始化马的名字"""

self.name = name

def show_info(self):

"""实例方法:打印马的信息"""

print('马的名字:{}'.format(self.name))

def run(self):

"""实例方法:马奔跑"""

print('马跑...')

class Donkey:

"""父类2:驴"""

def __init__(self, name):

"""构造方法:初始化驴的名字"""

self.name = name

def show_info(self):

"""实例方法:打印驴的信息"""

print('驴的名字:{}'.format(self.name))

def run(self):

"""实例方法:驴奔跑"""

print('驴跑...')

def roll(self):

"""实例方法:驴打滚(马没有这个方法)"""

print('驴打滚...')

class Mule(Horse, Donkey):

"""

子类:骡子(马和驴的杂交后代)

多继承语法:括号内按顺序列出多个父类,用逗号分隔

继承顺序决定了方法解析顺序(MRO):Mule → Horse → Donkey

"""

def __init__(self, name, age):

"""

构造方法:name传给父类,age是子类新增

super().__init__(name) 按MRO顺序调用第一个父类的构造方法

本例中MRO为 Mule → Horse → Donkey,所以调用的是 Horse.__init__(name)

"""

super().__init__(name)    # 调用Horse的构造,初始化name

self.age = age            # 子类新增属性

def show_info(self):

"""

方法重写(Override):子类重新定义父类已有的方法

如果不重写,MRO会先找到Horse.show_info,输出“马的名字...”

重写后,调用m.show_info()将执行这里的版本

"""

print('骡的名字:{}'.format(self.name))

# ---------- 测试代码 -------m = Mule('骡宝莉', 1) # 创建Mule对象

# 测试1:调用run() → 多继承下的方法查找

m.run()

# 输出“马跑...” 

# 原因:Mule没有run,按MRO顺序查找:Mule → Horse → Donkey

# 在Horse中找到run,所以执行Horse.run,不继续找Donkey.run

# 测试2:调用roll() → 只在一个父类中存在

m.roll()

# 输出“驴打滚...” 

# 原因:Mule没有roll,Horse没有roll,在Donkey中找到roll

# 测试3:调用show_info() → 方法重写

m.show_info()

# 输出“骡的名字:骡宝莉”

# 原因:虽然Horse和Donkey都有show_info,但Mule重写了show_info

# 所以直接执行Mule自己的版本,不向上查找

# 补充:查看MRO顺序

print(Mule.__mro__)

# 输出:(<class '__main__.Mule'>, <class '__main__.Horse'>, 

# <class '__main__.Donkey'>, <class 'object'>)

# __mro__属性可以查看方法解析顺序,对调试多继承非常有帮助

# 关键点解析

-多继承语法:class 子类(父类1, 父类2, ...): 括号内按顺序列出多个父类。

-MRO(方法解析顺序):当调用一个方法时,Python 按照 MRO 顺序依次查找。MRO 可通过 类名.__mro__ 查看。本例中 MRO 为 Mule → Horse → Donkey → object。

-super() 在多继承中的行为:super() 按 MRO 顺序调用下一个类的同名方法。在 Mule 构造中,super().__init__(name) 只调用了 Horse.__init__,因为 MRO 中 Horse 是第一个父类。

-方法重写:子类定义了与父类同名的方法,会覆盖父类的方法。本例中 Mule 重写了 show_info,所以调用的是子类版本。

-方法查找规则:子类自己的方法优先 → 然后按 MRO 顺序查找父类。

三、多态性

# 3.1 继承体系内的多态(9.7.1)

子类重写父类方法后,同一方法在不同对象上表现不同。

python

# coding = utf-8

# 代码文件:ch09/ch9_7_1.py

class Animal:

"""父类:动物(基类)"""

def speak(self):

"""通用的叫声方法:不知道具体什么动物叫"""

print('动物叫,但不知道是哪种动物叫!')

class Dog(Animal):

"""子类:狗(继承自Animal)"""

def speak(self):

"""重写speak方法:狗的专属叫声"""

print('小狗:汪汪叫...')   # 狗叫的实现

class Cat(Animal):

"""子类:猫(继承自Animal)"""

def speak(self):

"""重写speak方法:猫的专属叫声"""

print('小猫:喵喵叫...')   # 猫叫的实现

# ---------- 测试多态 -------an1 = Dog() # 创建Dog对象

an2 = Cat() # 创建Cat对象

# 调用同一个方法名,执行不同的实现

an1.speak() # 输出“小狗:汪汪叫...” → 执行Dog.speak

an2.speak() # 输出“小猫:喵喵叫...” → 执行Cat.speak

# 多态的本质:同一个方法名,在不同对象上有不同行为

# Python在运行时根据对象的实际类型决定调用哪个方法(动态绑定)

# 3.2 鸭子类型测试与多态(9.7.2)

Python 不要求对象必须继承自同一父类,只要有相同方法名即可。

python

# coding = utf-8

# 代码文件:ch09/ch9_7_2.py

def start(obj):

"""

多态函数:接收任何具有speak方法的对象

不关心对象的类型,只关心它是否有speak方法

这就是“鸭子类型”的核心思想

"""

obj.speak()   # 调用对象的speak方法

class Animal:

"""父类:动物"""

def speak(self):

print('动物叫,但不知道是哪种动物叫!')

class Dog(Animal):

"""子类:狗"""

def speak(self):

print('小狗:旺旺叫...')

class Cat(Animal):

"""子类:猫"""

def speak(self):

print('小猫:喵喵叫...')

class Car:

"""

汽车类:完全独立于Animal继承体系

但Car也实现了speak方法,因此也可以传入start函数

这就是“鸭子类型”的体现

"""

def speak(self):

print('小汽车:嘀嘀叫...')

# ---------- 测试鸭子类型 -------start(Dog()) # 传入Dog对象 → 输出“小狗:旺旺叫...”

start(Cat()) # 传入Cat对象 → 输出“小猫:喵喵叫...”

start(Car()) # 传入Car对象 → 输出“小汽车:嘀嘀叫...”

# Car没有继承Animal,但因为实现了speak方法,所以也能正常工作

# 鸭子类型的核心:如果它走起来像鸭子、叫起来像鸭子,那它就是鸭子

# Python不检查对象类型,只检查方法是否存在

# 关键点解析

-多态(继承体系内):子类重写父类方法后,同一个方法名在不同子类中有不同实现。调用时根据对象实际类型执行对应版本。

-动态绑定:方法调用在运行时才决定,而不是编译时。

-鸭子类型:Python 特有的多态实现方式。不关心对象的继承体系,只关心对象是否有需要的方法。只要实现了方法,就可以被调用。

-灵活性与风险:鸭子类型让代码更灵活,但如果传入的对象没有预期的方法,程序会在运行时抛出 AttributeError。

四、核心要点速览

-继承:子类获得父类非私有成员,实现代码复用。单继承结构简单,多继承功能强大但需注意 MRO。

-super():调用父类方法,推荐在构造方法中使用,确保父类属性被正确初始化。

-方法重写:子类定义同名方法覆盖父类实现,用于扩展或替换父类行为。

-MRO(方法解析顺序):多继承时决定方法查找顺序,可通过 类名.__mro__ 查看。

-多态:同一方法名在不同对象上执行不同逻辑,依赖于动态绑定。

-鸭子类型:Python 不依赖继承体系实现多态,只要对象实现了指定方法即可,更加灵活。

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