多态

多态

一、什么是多态性

多态指的是一类事物有多种形态，（一个抽象类有多个子类，因而多态的概念依赖于继承）

1. 序列数据类型有多种形态：字符串，列表，元组
2. 动物有多种形态：人，狗，猪

注意：多态与多态性是两种概念

多态性是指具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性：向不同的对象发送同一条消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

#多态基础
class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Pig(Animal):
    def speak(self):
        print('哼哼哼')

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print('汪汪')

class People(Animal):
    def speak(self):
        print('say hello')

pig=Pig()
dog=Dog()
people=People()
pig.speak()
dog.speak()
people.speak()

# 实现多态
def animal_speak(obj):
    obj.speak()
animal_speak(pig)
animal_speak(people)

哼哼哼
汪汪
say hello
哼哼哼
say hello

二、多态的使用

2.1文件形态多态性的使用

# 文件有多种形态：文件、文本文件、可执行文件
import abc


class File(metaclass=abc.ABCMeta):  # 同一类事物:文件
    @abc.abstractmethod
    def click(self):
        pass


class Text(File):  # 文件的形态之一:文本文件
    def click(self):
        print('open file')


class ExeFile(File):  # 文件的形态之二:可执行文件
    def click(self):
        print('execute file')


text = Text()
exe_file = ExeFile()

text.click()
exe_file.click()

def func(obj):
    obj.click()


func(text)
func(exe_file)

2.2 序列数据类型多态性的使用

def func(obj):
    print(len(obj))


func('hello')
func([1, 2, 3])
func((1, 2, 3))

5
3
3

综上可以说，多态性是一个接口（函数func）的多种实现（如obj.run()，obj.talk()，obj.click()，len(obj)）

三、使用abc实现接口(不常用)

# 第一种方式：用abc实现接口统一化， 约束代码（用的比较少）
import abc
# 第一个在括号中写metaclass = abc.ABCMeta
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):
    # 第二要在约束的方法上，写abc.abstractethod装饰器
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

class Pig(Animal):
    def speak(self):
        print("猪猪")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("旺旺")

def animal_speak(obj):
    obj.speak()

# 如果继承类中，子类中没有定义speak函数则会报错
pig = Pig()
dog = Dog()
animal_speak(pig)
animal_speak(dog)

三、使用异常处理来实现（常用）

class Animal():
    def speak(self):
        #主动抛出异常
        raise Exception('你得给我重写它啊')
class Pig(Animal):
    def speak(self):
        print('哼哼哼')
class People(Animal):
    def speak(self):
        print('say hello')
pig=Pig()
pe=People()
def animal_speak(obj):
    obj.speak()

# 使用异常实现接口，如果子类中没有定义speak函数，则会调用父类，从而报错
animal_speak(pig)
animal_speak(pe)

四、常用定义接口方式

　Python崇尚鸭子类型，即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子，那么它就是鸭子’

python程序员通常根据这种行为来编写程序。例如，如果想编写现有对象的自定义版本，可以继承该对象

也可以创建一个外观和行为像，但与它无任何关系的全新对象，后者通常用于保存程序组件的松耦合度。

例1：利用标准库中定义的各种‘与文件类似’的对象，尽管这些对象的工作方式像文件，但他们没有继承内置文件对象的方法

#二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用
class TxtFile:
    def read(self):
        pass

    def write(self):
        pass

class DiskFile:
    def read(self):
        pass
    def write(self):
        pass

其实大家一直在享受着多态性带来的好处，比如Python的序列类型有多种形态：字符串，列表，元组，多态性体现如下

#str,list,tuple都是序列类型
s=str('hello')
l=list([1,2,3])
t=tuple((4,5,6))

#我们可以在不考虑三者类型的前提下使用s,l,t
s.__len__()
l.__len__()
t.__len__()

len(s)
len(l)
len(t)

五、多态的好处

其实大家从上面多态性的例子可以看出，我们并没有增加新的知识，也就是说Python本身就是支持多态性的，这么做的好处是什么呢？

1. 增加了程序的灵活性：以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)
2. 增加了程序额可扩展性：通过继承Animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用

class Cat(Animal):  # 属于动物的另外一种形态：猫
    def talk(self):
        print('say miao')


def func(animal):  # 对于使用者来说，自己的代码根本无需改动
    animal.talk()


cat1 = Cat()  # 实例出一只猫
func(cat1)  # 甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能

• 上述代码我们新增了一个形态Cat，由Cat类产生的实例cat1，使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法，即func(cat1)

六、总结

1. 多态：同一种事物的多种形态，动物分为人类，猪类（在定义角度）；
2. 多态性：一种调用方式，不同的执行效果（多态性）；
3. 接口：一般通过异常实现；
4. 鸭子类型：看起来像鸭子