Python -- 继承和多态

在面向对象程序设计中，当我们定义一个class的时候，可以从某个现有的class继承，新的class称为子类（Subclass），而被继承的class称为基类、父类或超类（Base class、Super class）。

继承最大好处是，是子类获得了父类的全部功能

例如我们定义一个类Cars，

class Cars(object):
    def run(self):
        print 'car start runing!'

 写两个类，让他们继承Cars

class Audi(Cars):
    pass


class BMW(Cars):
    pass

 再分别实例化，分别调用run（）

audi = Audi()
audi.run()

bmw = BMW()
bmw.run()

可以看到，2个子类什么方法都没有写，但是调用run()后，都有打印结果

car start runing!
car start runing!

 当子类和父类都存在相同的run()方法时，我们说，子类的run()覆盖了父类的run()，在代码运行的时候，总是会调用子类的run()。

class Audi(Cars):
    def run(self):
        print 'Audi start runing!'


class BMW(Cars):
    def run(self):
        print 'BMW start runing!'
-------------------------------------
Audi start runing!
BMW start runing!

 

这样，我们就获得了继承的另一个好处：多态。

要理解什么是多态，我们首先要对数据类型再作一点说明。当我们定义一个class的时候，我们实际上就定义了一种数据类型。我们定义的数据类型和Python自带的数据类型，比如str、list、dict没什么两样：

a = list()  # a是list类型
b = Cars()  # b是Cars类型
c = Audi()  # c是Audi类型

 判断一个变量是否是某个类型可以用isinstance()判断：

print isinstance(a, list)
print isinstance(b, Cars)
print isinstance(c, Audi)
print isinstance(c, Cars)
print isinstance(b, Audi)
-----------------------------
True
True
True
True
False

 在继承关系中，如果一个实例的数据类型是某个子类，那它的数据类型也可以被看做是父类，但是，反过来就不行。

要理解多态的好处，我们还需要再编写一个函数，这个函数接受一个Cars类型的变量： 

def run_test(cars):
    cars.run()  

 当传入Cars实例时，run_test()就会打印

run_test(Cars())
-----------------
car start runing!

 当传入Audi和BWM的实例时，run_test()就会打印

run_test(Audi())
run_test(BMW())
--------------------
Audi start runing!
BMW start runing!

如果在增加一个类，继承自Cars类

class Bike(Cars):
    def run(self):
        print 'bike..........'

run_test(Bike())
------------------------
bike..........

 新增一个Cars的子类，不必对run_test()做任何修改，实际上，任何依赖Cars作为参数的函数或者方法都可以不加修改地正常运行，原因就在于多态。

多态的好处就是，当我们需要传入子类时，我们只需要接收Cars类型就可以了，因为Audi，BWM，Bike……都是Cars类型，然后，按照Cars类型进行操作即可。由于Cars类型有run()方法，因此，传入的任意类型，只要是Animal类或者子类，就会自动调用实际类型的run()方法，这就是多态的意思。

对于一个变量，我们只需要知道它是Cars类型，无需确切地知道它的子类型，就可以放心地调用run()方法，而具体调用的run()方法是作用在Cars、Audi，BMWt还是Bike对象上，由运行时该对象的确切类型决定，这就是多态真正的威力：调用方只管调用，不管细节，而当我们新增一种Cars的子类时，只要确保run()方法编写正确，不用管原来的代码是如何调用的。这就是著名的“开闭”原则：

对扩展开放：允许新增Cars子类；

对修改封闭：不需要修改依赖Animal类型的run_test()等函数。

 

继承可以把父类的所有功能都直接拿过来，这样就不必重零做起，子类只需要新增自己特有的方法，也可以把父类不适合的方法覆盖重写；

有了继承，才能有多态。在调用类实例方法的时候，尽量把变量视作父类类型，这样，所有子类类型都可以正常被接收。