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Python类的继承和多态代码详解
Python类的继承和多态代码详解
Python类的继承
在OOP(ObjectOrientedProgramming)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(Baseclass、Superclass)。
我们先来定义一个classPerson,表示人,定义属性变量name及sex(姓名和性别);
定义一个方法print_title():当sex是male时,printman;当sex是female时,printwoman。参考如下代码:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person): # Child 继承 Person
pass
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex) # 子类继承父类方法及属性
May.print_title()
Peter.print_title()
而我们编写Child类,完全可以继承Person类(Child就是Person);使用classsubclass_name(baseclass_name)来表示继承;
继承有什么好处?最大的好处是子类获得了父类的全部属性及功能。如下Child类就可以直接使用父类的print_title()方法
实例化Child的时候,子类继承了父类的构造函数,就需要提供父类Person要求的两个属性变量name及sex:
在继承关系中,如果一个实例的数据类型是某个子类,那它也可以被看做是父类(May既是Child又是Person)。但是,反过来就不行(Peter仅是Person,而不是Child)。
继承还可以一级一级地继承下来,就好比从爷爷到爸爸、再到儿子这样的关系。而任何类,最终都可以追溯到根类object,这些继承关系看上去就像一颗倒着的树。比如如下的继承树:
isinstance()及issubclass()
Python与其他语言不同点在于,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。
Python有两个判断继承的函数:isinstance()用于检查实例类型;issubclass()用于检查类继承。参见下方示例:
class Person(object):
pass
class Child(Person): # Child 继承 Person
pass
May = Child()
Peter = Person()
print(isinstance(May,Child)) # True
print(isinstance(May,Person)) # True
print(isinstance(Peter,Child)) # False
print(isinstance(Peter,Person)) # True
print(issubclass(Child,Person)) # True
Python类的多态
在说明多态是什么之前,我们在Child类中重写print_title()方法:若为male,printboy;若为female,printgirl
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person): # Child 继承 Person
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("boy")
elif self.sex == "female":
print("girl")
May = Child("May","female")
Peter = Person("Peter","male")
print(May.name,May.sex,Peter.name,Peter.sex)
May.print_title()
Peter.print_title()
当子类和父类都存在相同的print_title()方法时,子类的print_title()覆盖了父类的print_title(),在代码运行时,会调用子类的print_title()
这样,我们就获得了继承的另一个好处:多态。
多态的好处就是,当我们需要传入更多的子类,例如新增Teenagers、Grownups等时,我们只需要继承Person类型就可以了,而print_title()方法既可以直不重写(即使用Person的),也可以重写一个特有的。这就是多态的意思。调用方只管调用,不管细节,而当我们新增一种Person的子类时,只要确保新方法编写正确,而不用管原来的代码。这就是著名的“开闭”原则:
对扩展开放(Openforextension):允许子类重写方法函数
对修改封闭(Closedformodification):不重写,直接继承父类方法函数
子类重写构造函数
子类可以没有构造函数,表示同父类构造一致;子类也可重写构造函数;现在,我们需要在子类Child中新增两个属性变量:mother和father,我们可以构造如下(建议子类调用父类的构造方法,参见后续代码):
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
class Child(Person): # Child 继承 Person
def __init__(self,name,sex,mother,father):
self.name = name
self.sex = sex
self.mother = mother
self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
Person
若父类构造函数包含很多属性,子类仅需新增1、2个,会有不少冗余的代码,这边,子类可对父类的构造方法进行调用,参考如下:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
class Child(Person): # Child 继承 Person
def __init__(self,name,sex,mother,father):
Person.__init__(self,name,sex) # 子类对父类的构造方法的调用
self.mother = mother
self.father = father
May = Child("May","female","April","June")
print(May.name,May.sex,May.mother,May.father)
多重继承
多重继承的概念应该比较好理解,比如现在需要新建一个类baby继承Child,可继承父类及父类上层类的属性及方法,优先使用层类近的方法,代码参考如下:
class Person(object):
def __init__(self,name,sex):
self.name = name
self.sex = sex
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("man")
elif self.sex == "female":
print("woman")
class Child(Person):
pass
class Baby(Child):
pass
May = Baby("May","female") # 继承上上层父类的属性
print(May.name,May.sex)
May.print_title() # 可使用上上层父类的方法
class Child(Person):
def print_title(self):
if self.sex == "male":
print("boy")
elif self.sex == "female":
print("girl")
class Baby(Child):
pass
May = Baby("May","female")
May.print_title() # 优先使用上层类的方法
总结
以上就是本文关于Python类的继承和多态代码详解的全部内容,希望对大家有所帮助。
Python 实现slots的继承
__slots__ 是python的一大神器。
它有两大的特点:
python文档中这样介绍它
首先第一点,python的动态性一部分源自于 __dict__ ,属性都保存在 __dict__ 的一个字典中,我们可以随时向这个字典添加新内容,这是 MonkeyPatch 的能力。
而当我们显示的声明了 __slots__ ,python将不会给这个类创建 __dict__ 和 __weakref__
没有了 __dict__ 我们便不能随意创建实例属性,而必须遵守 __slots__ 的约定。
对于性能而言,使用了 __slots__ 后,属性会直接存储到对象中,而不是 __dict__ 中,相当于少了一次检索步骤。
__slots__ 的两大优点,对于python来说,是难以拒绝的诱惑。既能限制不必要的动态性,又能提高性能!
但是 __slots__ 遇到继承时,就会出现很多问题。准确的说, __slots__ 不会被继承。当我们用一个不带有 __slots__ 的子类,继承带有 __slots__ 的父类时。子类还是会生成 __dict__ 和 __weakref__ 。
这是之前写的一个metaclass,创建新的类对象时,会进行以下逻辑。
实际上我们的目的正是解决,父类规定的 __slots__ 约束不了无 __slots__ 子类的问题。这个结果令人非常满意
注意这里子类的d,在 pycharm 等IDE中不会提示错误,因为 pycharm 无法探知你的metaclass做了这样 逆天改命 的逻辑。
需要注意一点, __slots__ 是 类对实例属性的约束 ,而类对象无法通过该属性,约束自己。即为类对象添加新属性,仍然是被允许的。
按照正常思路,也许我们应该到metaclass写一个 __slots__ ,但实际上这是不被允许的。
抽空找时间我会考虑下有无可行性。
说说 Python 的继承
如果要编写的类是另一个类的特殊版本时,那么就可以使用继承 。原有的类称为父类 , 新类称为子类 。 子类继承了父类的所有属性和方法, 同时子类还可以自定义自己的属性和方法。
定义子类的实例时, 可以通过 子类的 __init__() 方法,给父类的所有属性赋值。
假设有这样的一个 User 类:
接着,我们定义一个 Admin 类,让它继承 User 类:
运行结果:
super() 是一个特殊函数, 它会把父类和子类关联起来。因为父类也称为超类 ( superclass),所以这个函数叫做 super。接着调用父类的 __init__() 方法, 让子类包含父类的所有属性。
子类除了拥有继承父类而来的属性和方法之外,还可以自定义子类自己的属性和方法。
一般情况下,管理员账号比普通账号,拥有更高级别的权限。因此,我们为 Admin 定义一个有别于 User 的 privileges 属性,并定义一个 “打印拥有的权限” 的新方法:
运行结果:
对于继承而来的父类方法, 如果它不符合子类所期望的行为,那么就可以对其重写。 只要在子类中定义一个与父类同名的方法,即可实现重写。
User 本身定义了一个 “是否验证通过” 的方法,Admin 是管理员,所以需要在打印日志中特别标注出来,这时就需要重写父类定义的方法:
运行结果:
通过重写父类方法, 我们就可以让子类即可以保留或改写从父类取其精华,弃其“糟粕”啦。
当实体越来越复杂,对应的类变得越来越大时, 我们可以将这个大型类拆分成多个可协同工作的小类。
比如,账号权限,其实即使是普通账号也是有某些权限的。所以我们把权限定义为一个类,然后在 Admin 中使用它:
python有关类继承的问题
子类继承父类就是在父类部分的基础上加上一些子类扩展的属性、方法以及重写的父类方法。所以构造一个子类对象时要先构造它的父类部分,构造父类部分就需要调用父类的构造函数。
python抛出异常如何操作?
8.4. 抛出异常
raise 语句允许程序员强制抛出一个指定的异常。例如:
raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):
File "
", line 1, in ?
NameError: HiThere
要抛出的异常由 raise 的唯一参数标识。它必需是一个异常实例或异常类(继承自 Exception 的类)。
如果你需要明确一个异常是否抛出,但不想处理它,raise 语句可以让你很简单的重新抛出该异常:
try:
... raise NameError('HiThere')
... except NameError:
... print('An exception flew by!')
... raise
...
An exception flew by!
Traceback (most recent call last):
File "
", line 2, in ?
NameError: HiThere