Python - 物件導向程式設計 - 三大特性之繼承

小菠蘿測試筆記發表於2021-09-02
Python物件程式設計繼承

繼承

  • 繼承也是物件導向程式設計三大特性之一
  • 繼承是類與類的一種關係
  • 定義一個新的 class 時，可以從某個現有的 class 繼承
  • 新的 class 類就叫子類（Subclass）
  • 被繼承的類一般稱為父類、基類、超類
  • 通俗理解：子類與父類的關係，即爸爸與兒子，爸爸有了個兒子，兒子繼承爸爸的屬性和方法，爸爸的爸爸就是爺爺...以此類推

 

繼承的實際栗子

  • 貓、狗都是動物，所以動物是父類，貓、狗是動物的子類
  • 小菠蘿、大菠蘿都是人類，所以人類是父類，小菠蘿、大菠蘿是人類的子類
  • 動物、人類都是生物，所以生物是父類，動物、人類是生物的子類
  • 那麼一般稱生物類是貓、狗、小菠蘿、大菠蘿的超類、祖父類

 

繼承的好處

  • 實現程式碼的重用，相同的程式碼不需要重複編寫
  • 子類擁有父類的所有屬性、方法，提高了程式碼的可擴充套件性和重用性
  • 在子類繼承父類的同時，也可以重新定義某些屬性，並重寫某些方法，即覆蓋父類的屬性、方法，變成子類獨有的屬性、方法
  • 子類也可以新增新的屬性、方法

 

繼承的使用場景

  • 假如我需要定義幾個類，而類與類之間有一些公共的屬性和方法
  • 可以把公共的屬性和方法提取作為父類（基類）的屬性、方法，而特殊的屬性、方法則在本類中定義
  • 比如貓、狗都有吃喝拉撒四種行為，這些就是公共方法；但只有貓會喵喵叫，只有狗會汪汪叫，這些就是特殊方法

具體可以看下面的【不使用繼承、使用繼承的區別】

 

繼承有幾種？

  1. 單繼承
  2. 多繼承

 

Python 中繼承的簡單語法

class Parent:
    pass

class Child(Parent):
    pass

  

有個重點

所有類的都有一個共同父類，就是 object，預設會繼承它，寫或不寫都一樣

class Parent:
    pass

class Parent(object):
    pass

 

不使用繼承、使用繼承的區別

需求背景

有一個動物類、狗類、貓類

  • 動物類有吃、喝、跑方法
  • 狗類有吃、喝、跑、汪汪叫方法
  • 貓類有吃、喝、跑、喵喵叫方法

 

不使用繼承

類圖

 

需求分析

  • 每個類都擁有自己的方法
  • 他們都擁有吃、喝、拉方法，且功能一樣

 

實際程式碼

# 不使用繼承
class Animal:
    def eat(self):
        print("吃東西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")


class Cat:
    def eat(self):
        print("吃東西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

    def miao(self):
        print("喵喵叫...")


class Dog:
    def eat(self):
        print("吃東西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

    def wang(self):
        print("汪汪叫...")

 

這樣寫有什麼問題？

  • 三個類，需要重複寫三次吃、喝、跑的方法
  • 假設此時需要修改 吃 方法的程式碼，那麼還得同步修改三個類的 吃 方法，屬於不必要的重複性工作
  • 使用繼承可以大大減少開發工作量

 

使用繼承

類圖

從類圖就能看到，使用繼承就變得簡單多了

 

需求分析

  • 提取三個類的公共方法，吃、喝、跑，然後抽象成動物類
  • 所以動物類是一個父類，狗類、貓類繼承它

 

實際程式碼

# 使用繼承
class Animal:
    def eat(self):
        print("吃東西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")


class Cat(Animal):
    def miao(self):
        print("喵喵叫...")


class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print("汪汪叫...")

 

優勢

  • 子類繼承父類，可以直接享受父類已經封裝好的方法，不再需要自己開發一次
  • 子類可以根據自身的需要，封裝子類獨有的屬性、方法，比如貓類的喵喵叫，狗類的汪汪叫 

 

專業術語總結

  • Dog 類是 Animale 類的子類，Animal 類是 Dog 類的父類，Dog 類從 Animal 類繼承
  • Dog 類是 Animale 類的派生類，Animal 類是 Dog 類的基類，Dog 類從 Animal 類派生

  

繼承的傳遞性

什麼是傳遞性

通俗來講

  • C 類從 B 類繼承，B 類又從 A 類繼承
  • 那麼 C 類會擁有 A、B 類的所有屬性和方法

 

官方來講

子類擁有父類以及父類的父類，以及所有父類的父類的父類...中封裝的所有屬性、方法

 

實際栗子

  • 還是拿上面的動物類、狗類、貓類繼續展開講
  • 假設此時有一個新的類叫柴犬類，繼承於狗類，有獨有的方法搖尾巴

 

類圖

 

實際程式碼

class Animal:
    def eat(self):
        print("吃東西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")


class Cat(Animal):
    def miao(self):
        print("喵喵叫...")


class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print("汪汪叫...")


class Chai(Dog):
    def shake(self):
        print("小柴柴搖尾巴...")


chai = Chai()
# 呼叫 父類的父類 的方法
chai.eat()
# 呼叫 父類 的方法
chai.wang()
# 呼叫 自己獨有 的方法
chai.shake()


# 輸出結果
吃東西...
汪汪叫...
小柴柴搖尾巴...
  • Chai 類擁有 Dog 類、Animal 類所有屬性、方法
  • 但它不會擁有 Cat 類的屬性、方法，因為他們沒有繼承關係

 

繼承和抽象

抽象即抽取類似或者說比較像的部分

 

小栗子

  • 從小菠蘿、小韻韻兩個物件中，抽取公共部分抽象成父類
  • 再從人，豬，狗這三個類，抽取公共部分抽象成父類

 

繼承的重點

  • 是基於抽象的結果，通過程式語言去實現它
  • 先經歷抽象這個過程，才能通過繼承的方式去表達出抽象的結構
  • 抽象只是分析和設計的過程中，一個動作或者說一個技巧，通過抽象得到一個類

  

程式碼栗子

class Animal:
    def __init__(self, name, age, sex):
        self.__name = name
        self.__age = age
        self.__sex = sex

    # 提取的公共方法
    def eat(self):
        print(f"{self.__name} 正在吃飯....")

    @property
    def name(self):
        return self.__name


class Person(Animal):
    def walk(self):
        print(f"{self.name} 兩條腿正在走路")


class Pig(Animal):
    def kill(self):
        print(f"{self.name} 豬正在去屠宰場ing...")


class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print(f"{self.name} 汪汪叫ing...")


person = Person("小菠蘿", 25, "Male")
pig = Pig("麥兜", 4, "公")
dog = Dog("柴犬", 3, "母")

# 呼叫父類的公共方法
person.eat()
pig.eat()
dog.eat()

# 呼叫子類獨有的方法
person.walk()
pig.kill()
dog.wang()



# 輸出結果
小菠蘿 正在吃飯....
麥兜 正在吃飯....
柴犬 正在吃飯....

小菠蘿 兩條腿正在走路
麥兜 豬正在去屠宰場ing...
柴犬 汪汪叫ing...

  

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