面向对象之多态，鸭子类型，isinstance,issubclass,反射

一.什么是多态

多态指的是一类事物有多种形态

例如:

动物有多种形态:

人，狗，猪

在程序中多态指的是,不同对象可以响应相同方法,并可以有自己不同的实现方式

二.为什么需要多态

案例分析:

import abc
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta): #同一类事物:动物
    @abc.abstractmethod
    def talk(self):
        pass
​
class People(Animal): #动物的形态之一:人
    def talk(self):
        print('say hello')
​
class Dog(Animal): #动物的形态之二:狗
    def talk(self):
        print('say wangwang')
​
class Pig(Animal): #动物的形态之三:猪
    def talk(self):
        print('say aoao')
        
peo=People()
dog=Dog()
pig=Pig()
​
#peo、dog、pig都是动物,只要是动物肯定有talk方法
#于是我们可以不用考虑它们三者的具体是什么类型,而直接使用
peo.talk()
dog.talk()
pig.talk()
​
#更进一步,我们可以定义一个统一的接口来使用
def func(obj):
    obj.talk()
func(peo)
func(dog)
func(pig)

通过上述案列可以直观的体会到多态的好处,并且它并不是一个新的知识点,python默认就是支持多态的

那么多态的带来的好处是什么?

1.增加了程序的灵活性

　　以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(animal)

2.增加了程序额可扩展性

　　通过继承animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(animal)去调用 　

class Cat(Animal): #动物的另外一种形态：猫
    def talk(self):
        print('say miao')
def func(animal): #对于使用者来说，自己的代码根本无需改动
    animal.talk()
cat1=Cat() #实例出一只猫
func(cat1) #甚至连调用方式也无需改变，就能调用猫的talk功能
say miao
'''
这样我们新增了一个形态Cat，由Cat类产生的实例cat1，使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下。使用和人、狗、猪一样的方式调用cat1的talk方法，即func(cat1)
'''

继承一章中指出,继承为多态提供了不要的支持,所有的动物 cat dog pig 它们都要先继承Animal类,这样一来,才能保证,它们都能响应talk方法,不至于在调用时发生异常;

当然如果子类的设计者,完全按照Animal中规定的内容去实现子类,即使没有继承关系的存在,使用者也一样可以像使用其他对象一样使用这个子类对象, 这需要设计者在设计实现类时更加谨慎!

三.鸭子类型

　　Python崇尚鸭子类型，即‘如果看起来像、叫声像而且走起路来像鸭子，那么它就是鸭子’

python程序员通常根据这种标准来编写程序。例如，如果想编写现有对象的自定义版本，可以继承该对象

也可以创建一个外观和行为像，但与它无任何关系的全新对象，后者通常用于保存程序组件的松耦合度。

例1：利用标准库中定义的各种‘与文件类似’的对象，尽管这些对象的工作方式像文件，但他们没有继承内置文件对象的方法

#二者都像鸭子,二者看起来都像文件,因而就可以当文件一样去用
class TxtFile:
    def read(self):
        pass
​
    def write(self):
        pass
​
class DiskFile:
    def read(self):
        pass
    def write(self):
        pass

例2：其实大家一直在享受着多态性带来的好处，比如Python的序列类型有多种形态：字符串，列表，元组，多态性体现如下

#str,list,tuple都是序列类型
s=str('hello')
l=list([1,2,3])
t=tuple((4,5,6))
​
#我们可以在不考虑三者类型的前提下使用s,l,t
s.__len__()
l.__len__()
t.__len__()
​
len(s)
len(l)
len(t)

 

四.isinstance(obj,cls)

检查是否obj是否是类 cls 的对象

 class Foo(object):
     pass
 obj = Foo()
 isinstance(obj, Foo)

五.issubclass(sub, super)

检查sub类是否是 super 类的派生类

class Foo(object):
    pass
class Bar(Foo):
    pass
issubclass(Bar, Foo)

六.反射

1 什么是反射

反射的概念是由Smith在1982年首次提出的，主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力（自省）。这一概念的提出很快引发了计算机科学领域关于应用反射性的研究。它首先被程序语言的设计领域所采用,并在Lisp和面向对象方面取得了成绩。

2.python中的反射

反射是所有面向对象编程语言都具备的功能

python中通过以下四个函数来实现反射

hasattr(object,name) # 判断对象是否拥有某个属性
setattr(object,name,value) #为对象增加新的属性
getattr(object,name,default) #从对象中获取某个属性
delattr(object,name) #从对象中删除某个属性

​

参数object可以是任意对象,包括类

​

3.为什么需要反射

一个类在定义的时候,可能一些属性的设计并不是很完美,而后期需要作出修改,或是增加新属性时,使用反射的方式可以不需要修改源代码

反射的另一个优势:可插拔设计(重点)

不仅限于修改已有的属性,通过反(反省)也能够发现已经存在的属性,只要你给我一个对象我就能检查其拥有的属性,从而使用这些属性,而不需要提前了解这些对象,这大大提高了程序的扩展性

4.如何使用

案例1:

class FtpClient:
    'ftp客户端,但是还么有实现具体的功能'
    def __init__(self,addr):
        print('正在连接服务器[%s]' %addr)
        self.addr=addr

f1=FtpClient('192.168.1.1')
# 反射f1中的方法 如果存在就调用
if hasattr(f1,'get'):
    func_get=getattr(f1,'get')
    func_get()
else:
    print('---->不存在此方法')
    print('处理其他的逻辑')