淺談python中的多態

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一、多態

多態是指一類事物有多種形態，比如動物類，可以有貓，狗，豬等等。（一個抽象類有多個子類，因而多態的概念依賴於繼承）

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一類事物:動物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass

class Cat(Animal): #動物的形態之一:貓
    def talk(self):
        print('say miaomiao')

class Dog(Animal): #動物的形態之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')

class Pig(Animal): #動物的形態之三:豬
    def talk(self):
        print('say aoao')

二、多態性

註意：多態與多態性是兩種概念

多態性是指具有不同功能的函數可以使用相同的函數名，這樣就可以用一個函數名調用不同內容的函數。在面向對象方法中一般是這樣表述多態性：向不同的對象發送同一條消息，不同的對象在接收時會產生不同的行為（即方法）。也就是說，每個對象可以用自己的方式去響應共同的消息。所謂消息，就是調用函數，不同的行為就是指不同的實現，即執行不同的函數。

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一類事物:動物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass

class Cat(Animal): #動物的形態之一:貓
    def talk(self):
        print('say miaomiao')

class Dog(Animal): #動物的形態之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')

class Pig(Animal): #動物的形態之三:豬
    def talk(self):
        print('say aoao')

c = Cat()
d = Dog()
p = Pig()

def func(obj):
    obj.talk()

func(c)
func(d)
func(p)

------------------------------

>>> say miaomiao
>>> say wangwang
>>> say aoao

綜上可以說，多態性是 : 一個接口,多種實現

多態性的好處:

  • 增加瞭程序的靈活性,以不變應萬變，不論對象千變萬化，使用者都是同一種形式去調用，如func(obj)
  • 增加瞭程序額可擴展性,通過繼承animal類創建瞭一個新的類，使用者無需更改自己的代碼，還是用func(obj)去調用

三、鴨子類型

調用不同的子類將會產生不同的行為，而無須明確知道這個子類實際上是什麼，這是多態的重要應用場景。而在python中，因為鴨子類型(duck typing)使得其多態不是那麼酷。

鴨子類型是動態類型的一種風格。在這種風格中，一個對象有效的語義，不是由繼承自特定的類或實現特定的接口，而是由”當前方法和屬性的集合”決定。這個概念的名字來源於由James Whitcomb Riley提出的鴨子測試，“鴨子測試”可以這樣表述：“當看到一隻鳥走起來像鴨子、遊泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子，那麼這隻鳥就可以被稱為鴨子。”

在鴨子類型中，關註的不是對象的類型本身，而是它是如何使用的。例如，在不使用鴨子類型的語言中，我們可以編寫一個函數，它接受一個類型為”鴨子”的對象，並調用它的”走”和”叫”方法。在使用鴨子類型的語言中，這樣的一個函數可以接受一個任意類型的對象，並調用它的”走”和”叫”方法。如果這些需要被調用的方法不存在，那麼將引發一個運行時錯誤。任何擁有這樣的正確的”走”和”叫”方法的對象都可被函數接受的這種行為引出瞭以上表述，這種決定類型的方式因此得名。

鴨子類型通常得益於不測試方法和函數中參數的類型，而是依賴文檔、清晰的代碼和測試來確保正確使用。

Duck typing 這個概念來源於美國印第安納州的詩人詹姆斯·惠特科姆·萊利（James Whitcomb Riley,1849- 1916）的詩句：”When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.”

先上代碼，也是來源於網上很經典的案例：

class Duck():
    def walk(self):
         print('I walk like a duck')
    def swim(self):
         print('i swim like a duck')
 
class Person():
    def walk(self):
     　　print('this one walk like a duck') 
    def swim(self):
     　　print('this man swim like a duck')

可以很明顯的看出，Person類擁有跟Duck類一樣的方法，當有一個函數調用Duck類，並利用到瞭兩個方法walk()和swim()。我們傳入Person類也一樣可以運行，函數並不會檢查對象的類型是不是Duck，隻要他擁有walk()和swim()方法，就可以正確的被調用。

再舉例，如果一個對象實現瞭__getitem__方法，那python的解釋器就會把它當做一個collection，就可以在這個對象上使用切片，獲取子項等方法；如果一個對象實現瞭__iter__和next方法，python就會認為它是一個iterator，就可以在這個對象上通過循環來獲取各個子項。

以上就是淺談python中的多態的詳細內容，更多關於python多態的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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