15分钟学Python 第22天 ：继承与多态

Day 22：继承与多态

一、继承

1. 什么是继承？

继承是一种从已有类（父类或基类）创建新类（子类或派生类）的机制。子类可以获得父类的所有属性和方法，并且还可以增加新的属性和方法，或者重写父类的方法。

2. 继承的类型

• 单继承：一个子类只有一个父类。
• 多重继承：一个子类可以有多个父类。
• 层次继承：多个子类继承同一个父类。

3. 继承的语法

class Parent:def __init__(self, name):self.name = namedef greet(self):return f"Hello, my name is {self.name}."class Child(Parent):def greet(self):return f"Hi, I'm {self.name}!"

二、示例代码

# 父类
class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):return "Generic animal sound."# 子类
class Dog(Animal):def speak(self):return "Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return "Meow!"# 创建对象
dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Mittens")# 方法调用
print(dog.speak())  # 输出: Woof!
print(cat.speak())  # 输出: Meow!

三、代码运行流程图

下面是上面代码的运行流程图：

+-----------------+
|   Animal Class  |
+-----------------+|v
+-----------------+
|     Dog Class   | <----+
+-----------------+       |
|  speak()        |       |
+-----------------+       ||                   |v                   |"Woof!"              ||
+-----------------------+
|     Cat Class         |
+-----------------------+
|  speak()              |
+-----------------------+|v"Meow!"

四、如何使用继承

1. 共享代码

通过继承，可以在子类中重用父类的方法和属性，这样可以减少代码的重复。

2. 扩展功能

子类可以添加新的方法和属性，扩展父类的功能。

3. 方法重写

子类可以重写父类的方法，以实现特定的功能。

五、实例：动物类

构建一个动物管理系统，展示继承的强大之处。

class Animal:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef make_sound(self):raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method.")class Dog(Animal):def make_sound(self):return "Woof!"class Cat(Animal):def make_sound(self):return "Meow!"animals = [Dog("Buddy", 3), Cat("Whiskers", 2)]for animal in animals:print(f"{animal.name} says: {animal.make_sound()}")

六、提纲摘要

主题	描述	示例
继承概念	从父类创建子类	class Child(Parent): ...
单继承	一个父类对应一个子类	class B(A): ...
多重继承	一个子类对应多个父类	class C(A, B): ...
方法重写	子类重新定义父类的方法	def method(self): ...
代码复用	子类可以使用父类的方法和属性	super().__init__()

七、多态

1. 什么是多态？

多态是指不同类的对象可以通过相同的接口进行访问。这意味着你可以用同样的方式调用不同类中的方法，而不需要了解具体的实现细节。

2. 多态的例子

通过上面的动物类示例，我们可以使用相同的方法访问所有动物，不论它们的具体类型。

for animal in animals:print(animal.make_sound())

这段代码将会输出每个动物的声音，尽管我们不知道每个动物对象的具体类型。

八、如何实现多态

1. 定义相同名称的方法：确保不同类中有同名的方法。
2. 使用基类的引用：通过基类的引用操作子类对象。

九、实例：多态实现

class Bird(Animal):def make_sound(self):return "Chirp!"animals = [Dog("Buddy", 3), Cat("Whiskers", 2), Bird("Tweety", 1)]for animal in animals:print(f"{animal.name} says: {animal.make_sound()}")

十、总结

1. 继承的优势

• 代码复用
• 可维护性高
• 逻辑清晰，层次分明

2. 多态的优点

• 灵活性
• 可扩展性
• 改善代码可读性

练习题

1. 创建一个新的动物类（如兔子），并确保它能正确实现多态。
2. 定义一个基类 Shape，包含一个方法 area()，再定义几个派生类（如 Circle 和 Rectangle），实现该方法。

项目作业

设计一个简单的图形绘制程序，使用继承和多态实现不同图形的绘制。要求设定一个基类 Shape，并根据形状类型（如圆形、矩形、三角形等）实现该方法。

参考资料

• Python官方文档
• 《Python编程：从入门到实践》
• 在线Python教程

通过上述内容，希望您对继承和多态有了更深入的理解。请随时向我提问，或告知我您的下一个学习主题！

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