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。