??Java開發者的Python快速進修指南:物件導向進階

努力的小雨發表於2023-11-25

在上一期中,我們對Python中的物件宣告進行了初步介紹。這一期,我們將深入探討物件繼承、組合以及多型這三個核心概念。不過,這裡不打算贅述太多理論,因為我們都知道,Python與Java在這些方面的主要區別主要體現在語法上。例如,Python支援多重繼承,這意味著一個類可以同時繼承多個父類的屬性和方法,而Java則只支援單一繼承。另一個值得注意的差異是對super關鍵字的使用。在Java中,我們經常需要顯式地使用super來呼叫父類的構造器,而在Python中,這一步驟是可選的。如果沒有指定,Python會自動呼叫父類的構造器,這讓程式碼看起來更加簡潔。

當然,我們這裡不會舉出太多複雜的例子來讓大家頭疼。畢竟我們的目標是理解和應用這些概念,而不是準備考試。我們將透過一些簡單直觀的例子,幫助大家清晰地把握Python在繼承、組合和多型方面的特點和優勢。

物件的繼承

Python中的繼承是一種用於建立新類的機制,新類可以繼承一個或多個父類的特性。在物件導向程式設計中,和Java一樣繼承提供了程式碼複用的強大工具。

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

class Dog(Animal):
    # def __init__(self, name):
        # super().__init__(name)  

    def speak(self):
        return "Woof!"

# 使用
dog = Dog("Buddy")
print(dog.speak())  # 輸出: Woof!
print(dog.name)  # 輸出: Buddy

不宣告__init__預設使用super呼叫父類的構造器,如果你一旦宣告瞭__init__那麼記得顯式的呼叫super,否則將無效

在Python中,多繼承是一個強大的特性,允許一個類同時繼承多個父類。下面是一個多繼承的例子,來幫助你更好地理解這一概念:

class Father:
    def __init__(self):
        self.father_name = "Father's name"

    def gardening(self):
        return "I enjoy gardening"

class Mother:
    def __init__(self):
        self.mother_name = "Mother's name"

    def cooking(self):
        return "I love cooking"

class Child(Father, Mother):
    def __init__(self):
        Father.__init__(self)
        Mother.__init__(self)
        self.child_name = "Child's name"

    def activities(self):
        return f"{self.father_name} likes {self.gardening()} and {self.mother_name} likes {self.cooking()}."

# 使用
child = Child()
child.father_name = "father"
child.mother_name = "mom"
print(child.activities())

物件的組合

在Python中,我們可以在程式執行過程中根據需要向物件動態地新增新的行為或資料,這種方式為處理各種複雜和不可預見的程式設計情況提供了極大的便利。相比之下,Java由於其靜態型別的特性,對於執行時的動態變化就顯得有些束手束腳。在Java中,所有的屬性和方法都必須在編譯時明確定義。

class Printer:
    def print_document(self, content):
        return f"Printing: {content}"

class Scanner:
    def scan_document(self):
        return "Scanning a document"

class MultifunctionMachine:
    pass

# 動態新增功能
mfm = MultifunctionMachine()
mfm.printer = Printer()
mfm.scanner = Scanner()

# 使用新功能
print(mfm.printer.print_document("Hello World"))  # 輸出: Printing: Hello World
print(mfm.scanner.scan_document())                # 輸出: Scanning a document

pass 這個看似簡單卻不可忽視的關鍵字,我不太確定之前是否有提及。在Python的世界裡,pass 是一種特別有趣的存在。想象一下,在編寫程式碼時,我們常常會遇到一種場景:邏輯上需要一個語句,但此刻我們可能還沒有準備好具體的實現,或者我們故意想留下一個空的程式碼塊,以備將來填充。這時,pass 就像是一個靈巧的小助手,默默地站在那裡,告訴Python直譯器:“嘿,我在這裡,但你可以暫時忽略我。”

多型

為了讓大家更直觀地理解多型,我準備了一個例子,相信透過這個例項,多型的概念會變得生動而明晰。在Python中,多型表現得非常直觀,而且它與Java在這方面的處理幾乎如出一轍。

class Animal:
    def speak(self):
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "Meow!"

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

# 使用
my_dog = Dog()
my_cat = Cat()

animal_speak(my_dog)  # 輸出: Woof!
animal_speak(my_cat)  # 輸出: Meow!

總結

在本期文章中,我們深入探討了Python的物件繼承、組合以及多型這三個核心概念。從繼承的靈活性,如Python的多重繼承和super關鍵字的使用,到組合中的動態屬性新增,我們逐一解析了Python與Java在這些方面的相似之處和差異。透過具體的例子,我們展示了Python中多型的直觀表現,強調了它與Java的相似性。這些討論不僅幫助理解Python的物件模型,而且對比了Java和Python在物件導向程式設計方面的不同處理方式