29 面向对象编程之继承与多态

在上一篇文章中，我们探讨了面向对象编程（OOP）中的类与对象。今天，我们将深入探讨两个重要的概念：继承和多态。这两者是实现代码复用和灵活性的重要机制。

继承

继承是一种机制，它允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的属性和方法。通过继承，子类能够复用父类的代码，同时可以添加自己的属性和方法，或者重写父类的方法。

示例

让我们看一个简单的例子。假设我们有一个表示动物的父类 Animal，然后我们希望创建一个 Dog 类和一个 Cat 类，代表具体的动物。

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        raise NotImplementedError("子类必须实现这个方法")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return f"{self.name} says Meow!"

在这个例子中，Animal 类是一个父类，包含一个 __init__ 方法来初始化名称，而 speak 方法则是一个抽象方法，子类必须实现它。

Dog 和 Cat 是子类，分别实现了自己版本的 speak 方法。

使用继承

现在我们可以创建 Dog 和 Cat 的实例，并调用它们的 speak 方法：

dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Whiskers")

print(dog.speak())  # 输出: Buddy says Woof!
print(cat.speak())  # 输出: Whiskers says Meow!

通过继承，Dog 和 Cat 复用了 Animal 的结构，但实现了不同的行为。

多态

多态是指不同类的实例可以使用相同的方法，但实现的行为不尽相同。多态通常通过方法重写来实现，正如我们在前面的例子中看到的那样。虽然 Dog 和 Cat 实现了相同的 speak 方法，但它们的输出是不同的。

多态示例

我们可以创建一个函数，它接受一个 Animal 类型的对象作为参数，然后调用其 speak 方法。这种方式使得代码更加灵活和可扩展。

def animal_sound(animal):
    print(animal.speak())

# 创建动物对象
animals = [Dog("Buddy"), Cat("Whiskers")]

# 调用多态函数
for animal in animals:
    animal_sound(animal)

输出将是：

Buddy says Woof!
Whiskers says Meow!

这里的 animal_sound 函数能够接受任何 Animal 类型的子类对象，并调用它们的 speak 方法。

总结

在本篇文章中，我们学习了面向对象编程中的继承和多态。通过继承，子类可以复用父类的代码，并扩展或修改其功能；而多态则使得不同的子类可以以相同的界面进行交互，增强了代码的灵活性和可维护性。

在下一篇文章中，我们将讨论面向对象编程中的特殊方法，如构造方法和字符串表示等。希望你能继续关注我们的系列教程。