什么是多态,Python多态及用法详解

在面向对象程序设计中,除了封装和继承特性外,多态也是一个非常重要的特性,本节就带领大家详细了解什么是多态。

我们都知道,Python 是弱类型语言,其最明显的特征是在使用变量时,无需为其指定具体的数据类型。这会导致一种情况,即同一变量可能会被先后赋值不同的类对象,例如:
class CLanguage:
    def say(self):
        print("赋值的是 CLanguage 类的实例对象")
class CPython:
    def say(self):
        print("赋值的是 CPython 类的实例对象")
a = CLanguage()
a.say()

a = CPython()
a.say()
运行结果为:

赋值的是 CLanguage 类的实例对象
赋值的是 CPython 类的实例对象

可以看到,a 可以被先后赋值为 CLanguage 类和 CPython 类的对象,但这并不是多态。类的多态特性,还要满足以下 2 个前提条件:
  1. 继承:多态一定是发生在子类和父类之间;
  2. 重写:子类重写了父类的方法。

下面程序是对上面代码的改写:
class CLanguage:
    def say(self):
        print("调用的是 Clanguage 类的say方法")
class CPython(CLanguage):
    def say(self):
        print("调用的是 CPython 类的say方法")
class CLinux(CLanguage):
    def say(self):
        print("调用的是 CLinux 类的say方法")
a = CLanguage()
a.say()

a = CPython()
a.say()

a = CLinux()
a.say()
程序执行结果为:

调用的是 Clanguage 类的say方法
调用的是 CPython 类的say方法
调用的是 CLinux 类的say方法

可以看到,CPython 和 CLinux 都继承自 CLanguage 类,且各自都重写了父类的 say() 方法。从运行结果可以看出,同一变量 a 在执行同一个 say() 方法时,由于 a 实际表示不同的类实例对象,因此 a.say() 调用的并不是同一个类中的 say() 方法,这就是多态。

但是,仅仅学到这里,读者还无法领略 Python 类使用多态特性的精髓。其实,Python 在多态的基础上,衍生出了一种更灵活的编程机制。

继续对上面的程序进行改写:
class WhoSay:
    def say(self,who):
        who.say()
class CLanguage:
    def say(self):
        print("调用的是 Clanguage 类的say方法")

class CPython(CLanguage):
    def say(self):
        print("调用的是 CPython 类的say方法")

class CLinux(CLanguage):
    def say(self):
        print("调用的是 CLinux 类的say方法")
a = WhoSay()
#调用 CLanguage 类的 say() 方法
a.say(CLanguage())
#调用 CPython 类的 say() 方法
a.say(CPython())
#调用 CLinux 类的 say() 方法
a.say(CLinux())
程序执行结果为:

调用的是 Clanguage 类的say方法
调用的是 CPython 类的say方法
调用的是 CLinux 类的say方法

此程序中,通过给 WhoSay 类中的 say() 函数添加一个 who 参数,其内部利用传入的 who 调用 say() 方法。这意味着,当调用 WhoSay 类中的 say() 方法时,我们传给 who 参数的是哪个类的实例对象,它就会调用那个类中的 say() 方法。

在其它教程中,Python 这种由多态衍生出的更灵活的编程机制,又称为“鸭子模型”或“鸭子类型”。