Python3 与 C# 面向对象之~继承与多态

 

代码裤子:https://github.com/lotapp/BaseCode

在线编程:https://mybinder.org/v2/gh/lotapp/BaseCode/master
在线预览:http://github.lesschina.com/python/base/oop/2.继承与多态.html

2.继承

2.1.单继承

在OOP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,而被继承的class称为 基类 或者 父类

Python的继承格式 ==> xxx(base_class)

小明兴高采烈的听着老师开新课,不一会就看见了一个演示Demo:

In [1]:
class Animal(object):
    def eat(self):
        print("动物会吃")

class Cat(Animal):
    # 注意一下Python的继承格式
    pass

class Dog(Animal):
    pass

def main():
    cat = Cat()
    dog = Dog()
    cat.eat()
    dog.eat()

if __name__ == "__main__":
    main()
 
动物会吃
动物会吃
 

当听到老师说:“ 私有的属性方法 不会被子类继承 ”的时候,小明心里一颤,联想到之前讲的 类属性实例属性实例方法类方法静态方法,于是赶紧写个Demo验证一下:

In [2]:
class Animal(object):
    # 类属性
    name = '动物'

    def __init__(self):
        # 实例属性
        self.age = 1

    def __bug(self):
        """实例私有方法"""
        print("我是动物类身上的私有方法:bug")

    def eat(self):
        """实例方法"""
        print("我是实例方法,动物会吃哦~")

    @classmethod
    def call(cls):
        """类方法"""
        print("我是类方法,动物会叫哦")

    @staticmethod
    def play():
        """静态方法"""
        print("我是静态方法,动物会玩耍哦")


class Dog(Animal):
    pass


def main():
    dog = Dog()
    # 实例属性
    print(dog.age)
    # 实例方法
    dog.eat()

    # 类属性
    print(dog.name)
    # 类方法
    dog.call()
    Dog.call()
    Animal.call()

    # 静态方法
    dog.play()
    Dog.play()
    Animal.play()


if __name__ == '__main__':
    main()
 
1
我是实例方法,动物会吃哦~
动物
我是类方法,动物会叫哦
我是类方法,动物会叫哦
我是类方法,动物会叫哦
我是静态方法,动物会玩耍哦
我是静态方法,动物会玩耍哦
我是静态方法,动物会玩耍哦
 

来张图就懂了,不是 私有的 都能访问:

这时候,小明老高兴了,单回头一想 ==> 不科学啊,dog应该有其对应的方法吧,C#有 虚方法重写,Python怎么搞?在 子类里面又 怎么调用父类方法呢?

对于小明的提示老师很高兴,于是点名小潘来写一个子类调用父类的demo(老师昨天从窗户里看见小潘有预习):

In [3]:
# 调用父类的方法
class Father(object):
    def eat(self):
        print("文雅的吃饭")


class Son(Father):
    def eat(self):
        # 调用父类方法第1种(super().方法)
        super().eat()


class GrandSon(Son):
    def eat(self):
        # 调用父类方法第2种(记得传self)
        Son.eat(self)


def main():
    xiaoming = Son()
    xiaoming.eat()

    xiaoli = GrandSon()
    xiaoli.eat()


if __name__ == '__main__':
    main()
 
文雅的吃饭
文雅的吃饭
 

一般我们使用 super().方法来调用父类方法

第二种方法 类名.方法(self)千万别忘记传self哦

对了,C#是用base关键词,别搞混了

小明这时候可不高兴了,风头怎么能被小潘全部抢走呢,赶紧问问旁边同样预习的伟哥

不一会儿淡定的发了份重写父类方法的demo给老师:

In [4]:
# 重写父类方法==>子类和父类有同名方法
class Father(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def eat(self):
        print("%s喜欢文雅的吃饭" % self.name)


class Son(Father):
    def __init__(self, name):
        super().__init__(name)

    def eat(self):
        print("%s喜欢大口吃饭大口喝酒" % self.name)


def main():
    xiaoming = Father("小明")
    xiaoming.eat()

    xiaopan = Son("小潘")
    xiaopan.eat()


if __name__ == "__main__":
    main()
 
小明喜欢文雅的吃饭
小潘喜欢大口吃饭大口喝酒
 

老师半喜半忧的说道:“小明同学啊,你也老大不小了,怎么跟孩子一样啊?案例不错,但是怎么能人身攻击人家小潘了?”

当子类和父类都存在相同的 eat()方法时,我们说,子类的 eat()覆盖了父类的 eat()

在代码运行的时候,总是会调用子类的 eat() 这样,我们就获得了继承的另一个好处: 多态

2.2.多继承

在讲 多态之前,我们先引入一下Python的 多继承 对,你没有听错

Java、C#都是单继承,多实现。Python和C++一样,可以多继承,先不要吐槽, 规范使用其实很方便的

来个案例看看:

In [5]:
# 多继承引入
class Father(object):
    def eat(self):
        print("文雅的吃饭")


class Mom(object):
    def run(self):
        print("小碎步")


class Son(Father, Mom):
    pass


def main():
    son = Son()
    son.eat()
    son.run()


if __name__ == '__main__':
    main()
 
文雅的吃饭
小碎步
 

继承可以把父类的所有功能都直接拿过来,这样就不必重0开始写代码,子类只需要新增自己特有的方法,也可以把父类不适合的方法覆盖重写

注意一个情况,如果父类里面有同名方法咋办了?到底调哪个呢?

使用 子类名.__mro__可以看在调方法的时候搜索顺序

一般同名方法都是 先看自己有没有,然后看继承顺序,比如这边 先看Mom再看Father

In [6]:
# 如果父类里面有同名方法怎么知道调哪个?
class Father(object):
    def eat(self):
        print("文雅的吃饭")


class Mom(object):
    def eat(self):
        print("开心的吃饭")


class Son(Mom, Father):
    pass


def main():
    son = Son()
    son.eat()
    print(Son.__mro__)  # 一般同名方法都是先看自己有没有,然后看继承顺序,比如这边先看Mom再看Father


if __name__ == '__main__':
    main()
 
开心的吃饭
(<class '__main__.Son'>, <class '__main__.Mom'>, <class '__main__.Father'>, <class 'object'>)
 

Python的多继承最好是当C#或者Java里面的接口使用,这样结构不会混乱( 特殊情况除外)

来个例子:

class Animal(object):
    pass

class Flyable(object):
    """飞的方法"""
    pass

class Runable(object):
    """跑的方法"""
    pass

class Dog(Animal, Runable):
    pass

class Cat(Animal, Runable):
    pass

class Bird(Animal, Flyable):
    pass

class Dack(Animal, Runable, Flyable):
    """鸭子会飞也会跑"""
    pass

和C#一样,Python的 父类构造函数不会被继承

其实从资源角度也不应该被继承,如果有1w个子类,那每个子类里面都有一个父类方法,想想这是多么浪费的一件事情?


2.3.C#继承

下课后,小明认真思考总结,然后对照Python写下了C#版的继承:

定义一个人类

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public ushort Age { get; set; }

    public Person(string name, ushort age)
    {
        this.Name = name;
        this.Age = age;
    }
    public void Hi()//People
    {
        Console.WriteLine("Name: " + this.Name + " Age: " + this.Age);
    }
    public virtual void Show()//People
    {
        Console.WriteLine("Name: " + this.Name + " Age: " + this.Age);
    }
}

定义一个学生类

public class Student : Person
{
    #region 属性
    /// <summary>
    /// 学校
    /// </summary>
    public string School { get; set; }
    /// <summary>
    /// 班级
    /// </summary>
    public string StrClass { get; set; }
    /// <summary>
    /// 学号
    /// </summary>
    public string StrNum { get; set; }
    #endregion

    #region 构造函数
    /// <summary>
    /// 调用父类构造函数
    /// </summary>
    /// <param name="name"></param>
    /// <param name="age"></param>
    public Student(string name, ushort age) : base(name, age)
    {

    }
    public Student(string name, ushort age, string school, string strClass, string strNum) : this(name, age)
    {
        this.School = school;
        this.StrClass = strClass;
        this.StrNum = strNum;
    } 
    #endregion

    /// <summary>
    /// new-隐藏
    /// </summary>
    public new void Hi()//Student
    {
        Console.WriteLine("Name: " + this.Name + " Age: " + this.Age + " School: " + this.School + " strClass: " + this.StrClass + " strNum: " + this.StrNum);
    }
    /// <summary>
    /// override-覆盖
    /// </summary>
    public override void Show()//Student
    {
        Console.WriteLine("Name: " + this.Name + " Age: " + this.Age + " School: " + this.School + " strClass: " + this.StrClass + " strNum: " + this.StrNum);
    }
}

调用一下:

Person p = new Student("app", 10, "北京大学", "001", "01001");
p.Hi(); p.Show();

Console.WriteLine();

Student s = p as Student;
s.Hi(); s.Show();

结果:

Name: app Age: 10
Name: app Age: 10 School: 北京大学 strClass: 001 strNum: 01001
Name: app Age: 10 School: 北京大学 strClass: 001 strNum: 01001
Name: app Age: 10 School: 北京大学 strClass: 001 strNum: 01001

2.4C#接口的多实现

定义两个接口:

public interface IRun
{
    //什么都不用加
    void Run();
}

public interface IEat
{
    void Eat();
}

定义一个Dog类来实现两个接口,这样dog就有了run和eat的方法了

var dog = new Dog();
dog.Eat();
dog.Run();

结果:

狗狗吃
狗狗跑

3 多态

3.1.Python

说多态之前说说类型判断,以前我们用 type() or isinstance()

判断一个变量和另一个变量是否是同一个类型==> type(a)==type(b)

判断一个变量是否是某个类型==> type(a)==A or isinstance(a,A)

In [7]:
# 判断一个变量是否是某个类型 ==> isinstance() or type
class Animal(object):
    pass


class Dog(Animal):
    pass


def main():
    dog = Dog()
    dog2 = Dog()
    print(type(dog) == Dog)
    print(type(dog) == type(dog2))
    print(type(dog))

    print(isinstance(dog, Dog))
    print(isinstance(dog, Animal))
    # arg 2 must be a type or tuple
    # print(isinstance(dog, dog2))


if __name__ == '__main__':
    main()
 
True
True
<class '__main__.Dog'>
True
True
 

小明老高兴了,终于讲解多态了,不禁问道:“ 多态的好处是啥?”

小潘瞥了一眼小明~“废话,肯定为了 屏蔽子类差异用的啊,像简单工厂不就干的这个事?"

小明楞了楞,眼巴巴的看着老师继续讲课。

设计模式我们会找个专题讲讲,现在给你们说的是Python的基础。

Python是动态语言的“ 鸭子类型”,它并不要求严格的继承体系。

一个对象只要“看起来像鸭子,走起路来像鸭子”,那它就可以被看做是鸭子(最后会贴一个案例)

C#实现多态有很多方式,比如虚方法,比如抽象类,比如接口等等...

小明迷迷糊糊的问道:“那 Python怎么实现多态呢?”

老师看了一眼打断他讲课的小明,然后继续说道~来个简单案例:

In [8]:
class People(object):
    def eat(self):
        print("人类会吃饭")

class Father(object):
    def eat(self):
        print("优雅的吃饭")

class Teacher(object):
    def eat(self):
        print("赶时间的吃饭")

# C# 或者 Java里面 写成 eat(People obj)
def eat(obj):
    obj.eat()

def main():
    teacher = Teacher()
    father = Father()
    eat(teacher)
    eat(father)

if __name__ == '__main__':
    main()
 
赶时间的吃饭
优雅的吃饭
 

多态的好处在于,如果这时候我再来个Son子类,有eat()方法编写正确,不用管原来的代码是如何调用的

这次小明懂了,为了装一下,说道:”老师老师,我记得C# 或者 Java里面是写成 eat(People obj) 的吧?“

老师欣慰的笑了一下,说道:”记得刚才说的 填鸭式吗?Python这么写有个好处哦,我们来看个案例,然后你自己总结“

In [9]:
class People(object):
    def eat(self):
        print("人类会吃饭")

class Father(object):
    def eat(self):
        print("优雅的吃饭")

class Teacher(object):
    def eat(self):
        print("赶时间的吃饭")

class Dog(object):
    def eat(self):
        print("舔着吃")

def eat(obj):
    obj.eat()

def main():
    teacher = Teacher()
    father = Father()
    eat(teacher)
    eat(father)
    
    # 我们添加一个不是People子类的Dog类,只要有eat方法,参数一样就可以直接调
    dog = Dog()
    eat(dog)

if __name__ == '__main__':
    main()
 
赶时间的吃饭
优雅的吃饭
舔着吃
 

小明突然大声说道:”老师老师,我知道了,Python这是吧类的继承和接口继承融合起来了啊,实现多态就相当于C#里面的接口实现多态啊!!!“

老师点评道:”你姑且可以这么理解,这些我们后面还会继续说的,这种填鸭式的手段刚开始的确会有点不方便,用着用着你就会觉得挺方便的“


小明认真思考总结,然后对照Python和小潘一起写下了 C#版的多态

3.2.C#虚方法实现多态

定义一个人类:

public class Person
{
    #region 字段+属性
    /// <summary>
    /// 姓名
    /// </summary>
    private string _name;
    public string Name
    {
        get
        {
            return _name;
        }

        set
        {
            _name = value;
        }
    }
    /// <summary>
    /// 性别
    /// </summary>
    private bool _gender;
    public bool Gender
    {
        get
        {
            return _gender;
        }

        set
        {
            _gender = value;
        }
    }
    /// <summary>
    /// 年龄
    /// </summary>
    public short Age { get; set; }
    #endregion

    #region 构造函数
    public Person() { }
    public Person(string name, bool gender)
    {
        this.Name = name;
        this.Gender = gender;
    }
    public Person(string name, bool gender, short age) : this(name, gender)
    {
        this.Age = age;
    }
    #endregion

    #region 方法
    /// <summary>
    /// 打招呼
    /// </summary>
    public virtual void SaiHi()
    {
        Console.WriteLine("我是一个人类!");
    }
    #endregion
}

定义一个女孩类:

public class Gril : Person
{
    #region 构造函数
    public Gril() { }
    public Gril(string name, bool gender) : base(name, gender) { }
    public Gril(string name, bool gender, short age) : base(name, gender, age) { }
    #endregion

    /// <summary>
    /// 重写父类方法
    /// </summary>
    public override void SaiHi()
    {
        string genderStr = Gender == true ? "男孩" : "女孩";
        Console.WriteLine($"你好,我叫{Name},今年{Age}岁了,我是一个腼腆的小{genderStr}");
    }
}

定义一个男孩类:

public class Boy : Person
{
    #region 构造函数
    public Boy() { }
    public Boy(string name, bool gender) : base(name, gender) { }
    public Boy(string name, bool gender, short age) : base(name, gender, age) { }
    #endregion

    //public void SaiHi()
    public override void SaiHi()
    {
        string genderStr = Gender == true ? "男孩" : "女孩";
        Console.WriteLine($"你好,我叫{Name},今年{Age}岁了,我是一个腼腆的小{genderStr}");
    }
}

调用:

static void Main(string[] args)
{
    Person[] persons = { new Person(), new Boy("铁锅", true, 13), new Gril("妞妞", false, 22) };
    foreach (var item in persons)
    {
        //看看item里面到底放的是什么
        Console.WriteLine(item.ToString());
        item.SaiHi();
        Console.WriteLine();
    }
}

结果:

Polymorphism1.Person
我是一个人类!
Polymorphism1.Boy
你好,我叫铁锅,今年13岁了,我是一个腼腆的小男孩
Polymorphism1.Gril
你好,我叫妞妞,今年22岁了,我是一个腼腆的小女孩
 

3.3.C#抽象类实现多态

定义一个动物类:

public abstract class Animal
{
    /// <summary>
    /// 抽象类中可以有正常的方法
    /// </summary>
    public void Action()
    {
        Console.WriteLine("动物可以动");
    }

    /// <summary>
    /// 抽象方法必须在抽象类中
    /// </summary>
    public abstract void Call();
}

定义一个猫科动物类(子类必须实现父类抽象方法,如果不实现,那么该类也必须是抽象类)

/// <summary>
/// 猫科动物---子类必须实现父类抽象方法,如果不实现,那么该类也必须是抽象类
/// </summary>
public abstract class Feline : Animal
{
}

定义一个猫类

public class Cat : Feline
{
    /// <summary>
    /// 子类必须实现父类抽象方法,如果不实现,那么该类也必须是抽象类
    /// </summary>
    public override void Call()
    {
        Console.WriteLine("喵喵叫~~~");
    }
}

定义一个狗类

public class Dog : Animal
{
    /// <summary>
    /// 子类必须实现抽象类中的抽象方法
    /// </summary>
    public override void Call()
    {
        Console.WriteLine("汪汪叫~~~");
    }
}

调用:

Animal[] animals = { new Dog(), new Cat() };
foreach (var item in animals)
{
    item.Call();
}

结果:

汪汪叫~~~
喵喵叫~~~
 

3.4.C#接口实现多态

定义一个跑的接口:

public interface IRun
{
    /// <summary>
    /// 接口中可以声明属性,方法,索引器等
    /// </summary>
    //string Name { get; set; }

    void Runing();
}

定义一个猫类:

public class Cat : IRun
{
    public void Runing()
    {
        Console.WriteLine("飞快的跑着上树");
    }
}

定义一个学生类:

public class Student : IRun
{
    public void Runing()
    {
        Console.WriteLine("飞快的跑着去上课");
    }
}

调用:

IRun[] objs = { new Student(), new Cat() };
foreach (var item in objs)
{
    item.Runing();
}

结果:

飞快的跑着去上课
飞快的跑着上树
posted @ 2018-06-23 23:21 鲲逸鹏 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏