Python面向对象程序设计之继承、多态原理与用法

1.继承的概念和特点

在面向对象的编程中，继承是不可或缺的一个概念。继承是指一个类（称为子类）继承另一个类（称为父类）的特性。

子类可以重写或添加父类的属性、方法，也可以自定义属性与方法。当子类继承父类后，子类会自动拥有父类的一些属性和方法。子类可以通过继承父类的方式简化代码，提高代码的可读性，同时降低代码的复杂度。

继承的特点：

子类继承了父类的所有属性和方法。

子类可以重写或添加父类的方法。

子类可以自定义属性和方法。

子类在继承父类的同时，也可以继承父类的继承关系。

1.1 继承的语法

在 Python 中，使用以下方式实现继承：

class 父类名:

    # 父类属性和方法的定义
 
class 子类名(父类名):
    # 子类属性和方法的定义

注意：子类在定义时需要继承父类，继承时需要在子类名后面跟上父类名。

1.2 继承的实例

以下代码示例展示了 Sports 类作为 Person 类的子类，继承了 Person 类的私有属性 name，以及 Person 类的 show_info() 方法，同时增加了自己的 run() 方法：

class Person:

    def __init__(self, name):
        self.__name = name
 
    def show_info(self):
        print('我是 Person，我的名字是 %s' % self.__name)
 
class Sports(Person):
    def __init__(self, name):
        Person.__init__(self, name)
 
    def show_info(self):
        print('我是 Sports，我的名字是 %s' % self._Person__name)
 
    def run(self):
        print('我在跑步！')
 
p = Person('Tom')
p.show_info()
 
s = Sports('Lucy')
s.show_info()
s.run()

输出结果：

我是 Person，我的名字是 Tom
我是 Sports，我的名字是 Lucy
我在跑步！

从输出结果可以看出，子类 Sports 继承了父类 Person 的 __name 属性和 show_info() 方法，并添加了自己的 run() 方法。

2.多态的概念和特点

多态是指不同的对象对同一消息作出不同的响应。如果多个类都有同名的方法，我们可以通过多态来调用它们。多态可以通过子类继承父类或者实现接口来实现。

多态的好处：

可以提高代码的可重用性，利于代码的维护。

可以通过统一的方式调用不同类的同名方法，减少了代码的耦合性。

2.1 多态的语法

在 Python 中，实现多态需要注意以下几点：

父类中要定义同名的方法。

子类中必须重写父类的同名方法。

注意：Python 中不存在严格的类型检查，所以实现多态相对来说比较自由。

2.2 多态的实例

以下代码示例展示了多态的使用：

class Animal:

    def sound(self):
        pass
 
class Dog(Animal):
    def sound(self):
        print('汪！')
 
class Cat(Animal):
    def sound(self):
        print('喵！')
 
def run(animal):
    animal.sound()
 
 
dog = Dog()
cat = Cat()
 
run(dog)
run(cat)

输出结果：

汪！
喵！

从输出结果可以看出，通过统一的方式调用不同类的同名方法 sound()，在不同的实例中产生了不同的响应。

3.总结

继承和多态是面向对象的重要概念之一，它们可以大大提高代码的可读性和可维护性，从而提高代码的效率。在编写面向对象的程序时，必须深入理解继承和多态的原理和用法，才能写出高质量的面向对象的程序。