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1. 多态

在 Python 里，多态是一种非常有用的编程特性，它能让你以统一的方式处理不同类型的对象

1.1 什么是多态

多态就好比在生活中，不同职业的人面对 “工作” 这件事，会有不同的表现。

比如老师的工作是教书，医生的工作是治病。虽然大家说的都是 “工作”，但具体的行为却不一样。

在编程中，多态允许你使用相同的代码来处理不同类型的对象，而这些对象会根据自身的类型做出不同的响应。

1.2 多态实现方式

在 Python 里，多态主要通过 继承 和 方法重写 来实现。

下面是一个简单的示例：

# 定义一个父类
class Animal:def speak(self):pass# 定义子类 Dog，继承自 Animal
class Dog(Animal):def speak(self):return "汪汪汪"# 定义子类 Cat，继承自 Animal
class Cat(Animal):def speak(self):return "喵喵喵"# 定义一个函数，用于调用动物的 speak 方法
def animal_speak(animal):print(animal.speak())# 创建 Dog 和 Cat 的实例
dog = Dog()
cat = Cat()# 调用 animal_speak 函数，传入不同的对象
animal_speak(dog)
animal_speak(cat)# 结果
汪汪汪
喵喵喵***Repl Closed***

在这个例子中：

• Animal 是父类，它定义了一个 speak 方法，但这个方法没有具体的实现。
• Dog 和 Cat 是 Animal 的子类，它们都重写了 speak 方法，实现了自己独特的叫声。
• animal_speak 函数接受一个 Animal 类型的对象作为参数，并调用该对象的 speak 方法。
• 当我们传入 Dog 或 Cat 的实例时，animal_speak 函数会根据对象的实际类型调用相应的 speak 方法，这就是多态的体现。

1.3 多态的好处

• 代码复用：通过多态，你可以编写通用的代码来处理不同类型的对象，避免了为每种对象类型编写重复的代码。
• 可扩展性：当需要添加新的对象类型时，只需创建一个新的子类并实现相应的方法，而不需要修改现有的代码。

1.4 多态的好处

Python 是一种动态类型语言，这意味着在运行时才确定变量的类型。这种特性使得多态在 Python 中更加灵活。只要对象具有所需的方法，就可以将其传递给相应的函数，而不需要考虑对象的具体类型。

1.5 不同层面的理解

• 鸭子类型（Duck Typing）
  在 Python 中，多态常常通过鸭子类型来体现。
  鸭子类型的核心思想是：“如果它走路像鸭子，叫声像鸭子，那么它就是鸭子”。也就是说，在代码中不关注对象的具体类型，只关注对象是否具有特定的方法和属性。

class Bird:def fly(self):print("鸟在飞")class Airplane:def fly(self):print("飞机在飞")def make_fly(obj):obj.fly()bird = Bird()
airplane = Airplane()make_fly(bird)
make_fly(airplane)

在这个例子中，make_fly 函数不关心传入的对象是 Bird 类还是 Airplane 类的实例，只要对象有 fly 方法，就可以调用该方法，这就是鸭子类型实现的多态。

• 多态与其他特性的关联

多态与继承:
继承是实现多态的重要手段之一。通过继承，子类可以重写父类的方法，从而在调用相同方法时表现出不同的行为。前面已经有很多通过继承实现多态的例子，比如动物叫声、图形绘制等。

多态与封装:
封装是将数据和操作数据的方法捆绑在一起，隐藏对象的内部实现细节。多态可以基于封装来实现，不同的类通过封装各自的方法，在外部调用时以统一的方式呈现不同的行为。例如在游戏开发中，每个角色类封装了自己的攻击方法，外部通过统一的接口调用攻击方法，体现了多态。

1.6 多态的优缺点

1. 优点

• 代码复用和可维护性：可以编写通用的代码来处理不同类型的对象，减少代码重复，提高代码的可维护性。当需要添加新的对象类型时，只需要实现相应的方法，而不需要修改现有的代码。

• 扩展性：易于扩展系统功能。例如在图形绘制系统中，添加新的图形类型时，只需要创建新的子类并实现绘制方法，就可以无缝集成到现有的系统中。

2. 缺点

• 理解难度：对于初学者来说，多态尤其是涉及到复杂的继承和多继承时，可能会增加理解的难度。需要对类的层次结构和方法调用顺序有清晰的认识。

• 性能开销：在某些情况下，多态可能会带来一定的性能开销，特别是在使用抽象基类和复杂的方法查找时。不过在大多数实际应用中，这种开销通常是可以接受的。