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Python基础34-面向对象(多态-抽象类/抽象方法)

来源:化拓教育网

1 概念

  • 一个类, 所延伸的多种形态;如 Animal 可以延伸至 Dog 或 Cat 等形态
  • 在继承的前提下:使用不同的子类,调用父类的同一个方法,产生不同的功能

调用时的多种形态

class Animal(object):
    def jiao(self):
        pass


class Dog(Animal):
    def jiao(self):
        print("汪汪汪")


class Cat(Animal):
    def jiao(self):
        print("喵喵喵")


def test(obj):
    obj.jiao()

a = Animal()
a.jiao()

d = Dog()
c = Cat()

# 通过传入不同形态的实例对象,实现不同的功能
test(d)
test(c)

>>>>打印结果
汪汪汪
喵喵喵

2 多态 在Python中的体现

2.1 鸭子类型

  1. 是动态类型的一种风格
  2. 只要一个对象,会走,会游泳,会叫;那它就可以当做一个鸭子进行处理
  3. 关注点在于:对象的行为和属性;而非对象的类型

如上述代码例子中,在调用test函数时,传入的 obj 参数

def test(obj):
   obj.jiao()

在执行test 函数时,我们并不关心 obj 的类型,而是关心 obj 是否具有jiao()这个方法,只要 obj 具有 jiao()方法,不管它是否是通过继承 Animal 来获取的还是自己定义具备的,都是可以的。

2.2 通过静态类型的语言(Objective-C)对比

  • 在 OC 中需要指定变量的类型,如接收类型与指定类型不符则会报错
int a = 12;
a = @"fkm"; //error



- (void)giveMeStringType:(NSString *)string;
...
// 如果调用 giveMeStringType: 方法时,出入其他类型的参数时,编译器会报错
[objc giveMeStringType:12]; //error
  • 在 OC 中为了避免出现类型不符的情况,则通过多态来解决
- (void)giveMeStringType:(NSString *)string;
...
NSMutableString *strM = ...;
[objc giveMeStringType:strM]; //NSMutableString 是 NSString的子类

2.2 Python当中,没有真正意义上的多态,也不需要多态

  • 体现一:Python 是动态类型,强类型语言

静态类型:类型是编译的时候确定的,后期无法修改
C语言,如 int a = 10; a以后不能存放其他类型

动态类型,类型是运行时进行判定的,可以动态修改
python 语言

score = “abc”
score = 10

此时 score 会按照执行时顺序变换了类型

强类型:类型比较强势,不轻易随着环境的变化而变化
Python 中 “a” + 1 会报错,不会进行类型自动转换等判定

弱类型:类型容易被改变
由于 Python 是动态类型语言,不需要

与 OC 相比较,Python 可以接收任何类型参数

def giveMeString(str):
    pass

giveMeString(12)
  • 体现二:鸭子类型,关注的是:对象的行为和属性;而非对象的类型
    参考2.1代码。

3 抽象类、抽象方法

3.1 概念

抽象类

  • 一个抽象出来的类,并不是一个具体化的类
  • 不能直接创建实例的类,创建会报错

抽象方法

  • 一个抽象出来的方法
  • 不具备具体实现,不能直接调用
  • 子类不实现会报错

抽象类、抽象方法的目的是让类的多态形式更加符合现实逻辑
如 Animal 类不应该能够具体化,Animal 类的jiao方法也不能具体实现,Animal 在现实中就是一个泛化的概念,所有具体的东西应该通过其多态形式来体现,比如 Animal 具化成 Dog 形态时,其对应的jiao方法实现等

不符合现实逻辑的情况:下面的多态设计,可以让 Animal 类实例化且其 jiao 方法也能被具体实现,

class Animal(object):
    def jiao(self):
        pass


class Dog(Animal):
    def jiao(self):
        print("汪汪汪")


class Cat(Animal):
    def jiao(self):
        print("喵喵喵")


a = Animal()
a.jiao()

3.2 Python 中抽象类及抽象方法的实现

  • 无法直接支持抽象类和方法的实现,需要借助 adc 模块:improt abc
  • 设置类的元类为:abc.ABCMeta
  • 使用装饰器修饰抽象方法:
    @abc.abstractmethod
    @abc.abstractclassmethod
    @abc.abstractproperty
    @abc.abstractstaticmethod 等
import abc

class Animal(object, metaclass=abc.ABCMeta):
    # 抽象方法
    @abc.abstractmethod
    def jiao(self):
        pass

    # 抽象类方法
    @abc.abstractclassmethod
    def test(cls):
        pass

class Dog(Animal):
    # 子类需要实现抽象方法,否则会报错
    def jiao(self):
        print("汪汪汪")

    # 子类实现抽象类方法
    @classmethod
    def test(cls):
        print("xxxxx")
    pass

class Cat(Animal):
    def jiao(self):
        print("喵喵喵")


def test(obj):
    obj.jiao()

d = Dog()
d.jiao()
d.test() # 实例调用类方法是 官方推荐方式之一

>>>>打印结果
汪汪汪
xxxxx

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