Python3 与 C# 面向对象之～继承与多态
2.继承¶
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
2.1.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()
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()
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()
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()
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()
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()
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: 010012.4C#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()
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(People):
def eat(self):
print("优雅的吃饭")
class Teacher(People):
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()
多态的好处在于，如果这时候我再来个Son子类，只要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(People):
def eat(self):
print("优雅的吃饭")
class Teacher(People):
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()
小明赶紧结合之前学的内容写了个小案例：
In [10]:
class People(object):
def eat(self):
print("人类会吃饭")
class Father(People):
def eat(self):
print("优雅的吃饭")
class Dog(object):
def eat(self):
print("舔着吃饭")
class Factory(object):
@classmethod
def eat(cls, obj):
if hasattr(obj, "eat"):
obj.eat()
else:
raise Exception("该类没有eat()方法!")
def main():
people = People()
father = Father()
dog = Dog()
Factory.eat(people)
Factory.eat(father)
Factory.eat(dog)
if __name__ == '__main__':
main()
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
