python极简教程07：封装、多态和继承

测试奇谭，BUG不见。

这一场主讲python的面向对象部分——封装、多态和继承。

目的：掌握Python面向对象的三个核心概念。

封装

01 什么是封装？

封装的目的是，保护隐私。通俗的讲：不想让别人知道你的东西。

于是，便有了两个概念：普通属性(变量)和私有属性(变量)。

02 为什么要用封装？

当你不希望外界可以直接修改一些数据时。

比如用户的身份证号等信息属于用户的隐私，肯定不能直接暴露给外界直接访问或修改，那么就不能把它作为普通属性，应该作为私有属性。

03 怎么使用封装？

看下面这个例子就够了。

# !/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
class User:
    def __init__(self, name, id_card):
        # 普通属性
        self.name = name
        # 私有属性（双下划线）
        self.__id_card = id_card

    def get_id_card(self):
        return self.__id_card

class Student(User):
    def init(self, name, id_card):
        # 普通属性
        self.name = name
        # 私有属性
        self.__id_card = id_card

# 实例化一个User类
user = User('张三', 511011199505050101)
stu = Student('李四', 511011199505050808)

#print(user.__id_card)
# 不能直接访问私有属性，会报错：AttributeError: 'User' object has no attribute '__age'
print(user.get_id_card())
# 可以通过成员方法去访问私有属性

print(user._User__id_card)
# 也可以通过 “_类名__私有属性名” 进行访问

多态

01 什么是多态？

• 多态指同一个实体同时具有多种形式。
• 它是面向对象程序设计（OOP）的一个重要特征。
• 同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。
• 多态一般要通过继承和重写方法去实现。

太难理解？

说简单点：一类事物（动物）有多种形态（猫，狗，猪等）。

02 有什么用？

增加了程序的灵活性和扩展性，不论对象怎么变，调用方式不变。

太难理解？

那先了解下Python的多态实现，再来理解。

首先，Python 的多态是基于鸭子类型实现。

什么是鸭子类型？

如果一种动物只要行为有相似性，那么我们就可以认为是鸭子。

比如：鸭子会走路和游泳，是鸭子；人也会走路和游泳，也是“鸭子”

class duck():
    def walk(self):
        print('I walk, i am a duck')

    def swim(self):
        print('i swim,i am a duck')

class person():
    def walk(self):
        print('i walk like a duck')

    def swim(self):
        print('i swim like a duck')

def watch_duck(a):
    a.walk()
    a.swim()

small_duck = duck()
watch_duck(small_duck)
# I walk, i am a duck
# i swim,i am a duck
duck_like_man = person()
watch_duck(duck_like_man)
# i walk like a duck
# i swim like a duck

watch_duck接收这个类的对象，但并没有检查对象的类型，便直接调用对象的walk和swim方法。

多态的灵活性和扩展性，便在于它关注的是调用对象如何被使用，而并不关注对象本身是什么。

即，我只关心你是否会走路和游泳，而不关心你究竟是谁。

说回灵活性和拓展性。当你再想增加一个类，比如狗，它也会走路和游泳 。

你只需要增加一个Dog类就可以了。

class Dog():
    def walk(self):
        print('i walk like a duck')

    def swim(self):
        print('i swim like a duck')

继承

01 继承和重载

什么是继承？

动物需要吃和喝，猫继承自动物，则猫会吃和喝。

什么是重载？

动物需要吃和喝，猫继承自动物，则猫会吃和喝，但是猫喝水是用舔的，因此需要特殊处理（重载）一下。

class Animal:
    def eat(self):
        print("animal eat")
    def drink(self):
        print("animal drink")

class Cat(Animal):
    def drink(self):
        print("cat drink by lick")

cat = Cat()
cat.eat()
cat.drink()

02 多继承

什么是多继承？

小花是一个大学生（继承自学生），在校期间，她兼职做家教（继承自老师），于是，小花有两个能力（学习和教书）。

继承顺序（MRO查找）

Python支持多继承，但是有继承顺序：

菱形继承【类似广度优先查找】

class D:
    def get(self):
        print("I'm D")

class B(D):
    pass

class C(D):
    def get(self):
        print("I'm C")

class A(B, C):
    pass
a = A()
a.get()
# I'm C

树型继承【类似深度优先查找】

class O:
    def get(self):
        print("I'm O")
class P:
    def get(self):
        print("I'm P")
class Z(O):
    pass
class Y(P):
    pass
class X(Z, Y):
    pass
x = X()
x.get()
# I'm O

Python用C3算法处理多继承问题，我们可以用 _mro_ 来查看继承顺序。

print(A.__mro__)
# (<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.D'>, <class 'object'>)
print(X.__mro__)
# (<class '__main__.X'>, <class '__main__.Z'>, <class '__main__.O'>, <class '__main__.Y'>, <class '__main__.P'>, <class 'object'>)

一如既往，做个总结

01 封装可以理解为保护隐私；

02 多态的关键是鸭子类型，明白了鸭子类型，理解多态不再困难；

03 继承可用，但多继承需要慎用，如果你非用不可，那必须得研究清楚继承的层次结构；

04 以上三点，是面向对象的核心，也是你日后工作中，会经常用到的，so，它们很重要。