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python如何实现多态

article 2024/11/16 6:53:00

python如何实现多态

继承和方法重写：

子类继承父类的方法，并在子类中重写特定方法来实现不同的行为。

class Parent:
    pass

class Child(Parent):
    pass

class OtherClass:
    pass

def check_subclass_and_parent(obj, cls, expected_parent):
    if not isinstance(obj, cls):
        return False

    # 检查父类是否与预期的父类相同
    actual_parent = obj.__class__.__bases__[0]
    return actual_parent == expected_parent

parent_obj = Parent()
child_obj = Child()
other_obj = OtherClass()

print(check_subclass_and_parent(child_obj, Parent, Parent))  
print(check_subclass_and_parent(other_obj, Parent, Parent))

鸭子类型：

只要对象具有特定的行为（方法或属性），就可以视为具有某种类型，而不需要明确的继承关系。

在Python中，鸭子类型（Duck Typing）是一种动态类型检查的概念，它的核心思想是：“如果它看起来像鸭子，游起来像鸭子，那么它就是鸭子”。这意味着一个对象的适用性不是由它的类型决定的，而是由它的属性和方法决定的。在Python中，鸭子类型是自然支持的，因为Python是一种动态类型语言，不需要显式声明变量的类型。

以下是一些实现鸭子类型的方法：

1. 检查对象的方法或属性

在调用对象的方法或属性之前，你可以检查它是否存在：

def quack_and_fly(bird):
    if hasattr(bird, 'quack') and callable(bird.quack):
        bird.quack()
    if hasattr(bird, 'fly') and callable(bird.fly):
        bird.fly()

class Duck:
    def quack(self):
        print("Quack, quack!")

    def fly(self):
        print("Flap, flap!")

class Person:
    def quack(self):
        print("The person imitates a duck.")

    def fly(self):
        print("The person waves their arms and pretends to fly.")

duck = Duck()
person = Person()

quack_and_fly(duck)  # 输出：Quack, quack! Flap, flap!
quack_and_fly(person)  # 输出：The person imitates a duck. The person waves their arms and pretends to fly.

2. 使用`try`和`except`捕获异常

另一种方法是尝试调用方法或属性，并在失败时捕获异常：

def quack_and_fly(bird):
    try:
        bird.quack()
    except AttributeError:
        print("Sorry, this bird can't quack.")
    try:
        bird.fly()
    except AttributeError:
        print("Sorry, this bird can't fly.")

# 使用相同的Duck和Person类
quack_and_fly(duck)  # 输出：Quack, quack! Flap, flap!
quack_and_fly(person)  # 输出：The person imitates a duck. The person waves their arms and pretends to fly.

3. 使用`collections.abc`模块

从Python 3.3开始，可以使用collections.abc模块来定义抽象基类（ABCs），这样可以在不显式检查属性或方法的情况下实现鸭子类型：

from abc import ABC, abstractmethod

class Quackable(ABC):
    @abstractmethod
    def quack(self):
        pass

class Flyable(ABC):
    @abstractmethod
    def fly(self):
        pass

def quack_and_fly(bird):
    if isinstance(bird, Quackable):
        bird.quack()
    if isinstance(bird, Flyable):
        bird.fly()

# 使用相同的Duck和Person类
quack_and_fly(duck)  # 输出：Quack, quack! Flap, flap!
quack_and_fly(person)  # 不会输出，因为person不是Quackable或Flyable的实例

函数参数的多态性：

函数可以接受不同类型的对象，并根据对象的实际类型执行相应的操作。

在Python中，函数参数的多态性指的是函数可以接受不同类型的参数，并且能够根据参数的类型以不同的方式处理它们。
这种多态性使得同一个函数可以适用于多种不同的数据类型，增加了代码的灵活性和可重用性。Python中的函数参数多态性主要通过以下几种方式实现：

1. 位置参数（Positional Arguments）

函数可以被设计为接受任意数量的位置参数，这些参数在调用时不需要指定名称：

def print_items(*args):
    for item in args:
        print(item)

print_items(1, 'two', 3.0, 'four')  # 输出：1 two 3.0 four

2. 关键字参数（Keyword Arguments）

关键字参数允许函数接受任意数量的命名参数，这些参数在调用时必须指定名称：

def print_kwargs(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_kwargs(name="Alice", age=30, city="Wonderland")  # 输出：name: Alice age: 30 city: Wonderland

3. 可变位置参数和关键字参数

结合使用位置参数和关键字参数，函数可以接受任意数量的位置参数和关键字参数：

def print_all(*args, **kwargs):
    for item in args:
        print(item)
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_all(1, 'two', 3.0, name="Alice", age=30)  # 输出：1 two 3.0 name: Alice age: 30

4. 类型检查和转换

在函数内部，可以检查参数的类型，并根据需要进行转换或处理：

def add(a, b):
    if isinstance(a, str) and isinstance(b, str):
        return a + b
    else:
        return float(a) + float(b)

print(add("hello, ", "world"))  # 输出：hello, world
print(add(5, 3))  # 输出：8.0