前面學(xué)習(xí)了面向過程和面向?qū)ο蟮母拍睿謱W(xué)習(xí)了Python中類和對(duì)象的相關(guān)知識(shí)牢屋，其中面向?qū)ο笞畲蟮奶卣魇牵悍庋b且预、繼承和多態(tài)。本文就分3大塊內(nèi)容烙无，分別來詳細(xì)學(xué)習(xí)面向?qū)ο笾械娜筇卣鳌?/p>
封裝
封裝的概念來自電氣電子元件锋谐，集成電路的一道工序，后來引用到面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想中〗乜幔現(xiàn)實(shí)中處處可見封裝的例子：比如你家的洗衣機(jī)涮拗。
把一臺(tái)洗衣機(jī)看做洗衣機(jī)類的一個(gè)實(shí)例，洗衣機(jī)里有標(biāo)準(zhǔn)洗、速洗三热、精洗鼓择、桶干燥、潔桶等多種功能就漾。作為用戶不需要知道這些功能內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)呐能，需要某項(xiàng)功能只要選擇對(duì)應(yīng)的功能鍵即可。這就是洗衣機(jī)封裝了以上多種功能抑堡。
相似地摆出，在面向?qū)ο笾校庋b首妖，說白了就是一個(gè)類中抽象出來的靜態(tài)數(shù)據(jù)（即屬性）以及該類的一些功能（即方法）懊蒸。這就是前面學(xué)習(xí)的對(duì)象的屬性和方法。在一個(gè)對(duì)象內(nèi)部悯搔，某些代碼或某些數(shù)據(jù)可以是私有的，不能被外界訪問舌仍。通過這種方式妒貌，對(duì)象對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)提供了不同級(jí)別的保護(hù)，以防止程序中無關(guān)的部分意外的改變或錯(cuò)誤的使用了對(duì)象的私有部分铸豁。這是前面學(xué)習(xí)的訪問權(quán)限灌曙，在封裝特性中，訪問權(quán)限非常重要节芥。
繼承
在現(xiàn)實(shí)生活中一說到繼承在刺，你一定會(huì)想到"子承父業(yè)"這個(gè)詞。因?yàn)檫@種父子關(guān)系头镊，兒子"平白無故地"從父親那里得到了家產(chǎn)基業(yè)等蚣驼。
在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)里，與此類似相艇。假設(shè)A類繼承自B類颖杏，則A類稱為子類或派生類，B類稱為父類坛芽，也叫基類留储、超類。那么A類就"子承父業(yè)"咙轩，這里的"父業(yè)"获讳，就是父類中的屬性和方法，如此活喊，A類中自然就有了B類中的屬性和方法丐膝。這種繼承關(guān)系使得代碼的復(fù)用性大大提高。
Python 同樣支持類的繼承，如果一種語言不支持繼承尤误，類就沒有什么意義侠畔。不同的開發(fā)語言，繼承的支持程度不一樣损晤。Objective-C软棺、Java等是單繼承，而Python尤勋、C++等是支持多繼承的喘落。
前面在學(xué)習(xí)python中類的定義時(shí)，當(dāng)時(shí)這樣解釋說明：類的定義需要關(guān)鍵字class最冰，class后面緊接著是類名瘦棋，即ClassName，類名通常是大寫開頭的單詞暖哨。緊接著是(object)赌朋，表示該類是從哪個(gè)類繼承下來的，通常篇裁，如果沒有合適的繼承類沛慢，就使用object類，這是所有類最終都會(huì)繼承的類达布。<statement-1-N>表示類中的屬性或方法团甲。
class ClassName(object):
<statement-1>
·
·
·
<statement-N>
既然，python是支持多繼承的黍聂，那么類名后面的（）里躺苦，是可以有多個(gè)類的，即：(BaseClass1, BaseClass2, BaseClass3...)产还。需要注意圓括號(hào)中父類的順序匹厘，若是父類中有相同的方法名，而在子類使用時(shí)未指定脐区，python從左至右搜索集乔，即方法在子類中未找到時(shí)，從左到右查找基類中是否包含方法坡椒。注意：方法的查找順序這一點(diǎn)要十分清楚扰路。
BaseClassName（基類名）這種寫法必須與派生類定義在一個(gè)作用域內(nèi)倔叼。通常汗唱，如果基類定義在另一個(gè)模塊中時(shí)這一點(diǎn)非常有用:
class ClassName(modname.BaseClassName):
我們假設(shè)定義了三個(gè)類：Animal動(dòng)物類，Dog狗類丈攒，Cat貓類哩罪，模塊結(jié)構(gòu)分別如下：
Animal源碼如下：
# 定義一個(gè)動(dòng)物類Animal
class Animal(object):
legs = '' # 腿的數(shù)量
color = '' # 毛色
def eat(self):
print("Animal吃東西")
def sleep(self):
print("Animal睡覺")
def walk(self):
print("Animal走路")
Dog狗類授霸，繼承自Animal類，源碼:
from extends import animal
# 定義一個(gè)狗類际插，繼承自動(dòng)物類Animal
class Dog(animal.Animal):
pass
Cat貓類繼承自Animal類碘耳，源碼如下:
from extends import animal
# 定義一個(gè)貓類Cat，繼承自動(dòng)物類Animal
class Cat(animal.Animal):
pass
測(cè)試模塊extends_test.py框弛，分別創(chuàng)建了一個(gè)貓類對(duì)象c辛辨、狗類對(duì)象d，分別調(diào)用c瑟枫、d對(duì)象吃的方法eat()斗搞，源碼如下：
from extends import cat, dog
# 創(chuàng)建一個(gè)貓類對(duì)象
c = cat.Cat()
# 調(diào)用吃的方法
c.eat()
print('------------------')
# 創(chuàng)建一個(gè)狗類對(duì)象
d = dog.Dog()
# 調(diào)用吃的方法
d.eat()
運(yùn)行結(jié)果：
Animal吃東西
------------------
Animal吃東西
可以看到，都打印出了Animal類中eat()方法中的內(nèi)容慷妙。這樣我們通過繼承關(guān)系僻焚，讓Dog\Cat兩個(gè)類什么也不寫就有了父類中的所有的屬性和方法。
多繼承
我們假設(shè)定義了4個(gè)類：Animal動(dòng)物類膝擂，哺乳動(dòng)物類Mammal虑啤、Dog狗類，Cat貓類架馋，模塊結(jié)構(gòu)分別如下：
Animal動(dòng)物類咐旧，哺乳動(dòng)物類Mammal兩個(gè)類，將作為Dog狗類绩蜻，Cat貓類的父類。
Animal源碼如下：
# 定義一個(gè)動(dòng)物類Animal
class Animal(object):
legs = '' # 腿的數(shù)量
color = '' # 毛色
def eat(self):
print("Animal吃東西")
def sleep(self):
print("Animal睡覺")
def walk(self):
print("Animal走路")
Mammal哺乳動(dòng)物類室埋，源碼如下:
# 定義一個(gè)動(dòng)物類Mammal
class Mammal(object):
# 哺育幼崽的方法
def feed(self):
print("用母乳哺育幼崽子")
Dog狗類办绝，繼承自Animal類，源碼如下:
from extends import animal, mammal
# 定義一個(gè)狗類姚淆，繼承自動(dòng)物類Animal,哺乳動(dòng)物類Mammal
class Dog(animal.Animal, mammal.Mammal):
pass
Cat貓類繼承自Animal類孕蝉，源碼如下:
from extends import animal, mammal
# 定義一個(gè)貓類Cat，繼承自動(dòng)物類Animal腌逢，哺乳動(dòng)物類Mammal
class Cat(animal.Animal, mammal.Mammal):
pass
測(cè)試模塊extends_test.py降淮，分別創(chuàng)建了一個(gè)貓類對(duì)象c、狗類對(duì)象d搏讶，分別調(diào)用c佳鳖、d對(duì)象吃的方法eat()，源碼如下：
from extends import cat, dog
# 創(chuàng)建一個(gè)貓類對(duì)象
c = cat.Cat()
# 調(diào)用吃的方法
c.eat()
# 調(diào)用Mammal類中的方法
c.feed()
print('------------------')
# 創(chuàng)建一個(gè)狗類對(duì)象
d = dog.Dog()
# 調(diào)用Animal中吃的方法:eat()
d.eat()
# 調(diào)用Mammal類中的方法：feed()
d.feed()
運(yùn)行結(jié)果：
Animal吃東西
用母乳哺育幼崽子
------------------
Animal吃東西
用母乳哺育幼崽子
拓展
在Java中媒惕，使用extend關(guān)鍵字表示繼承系吩，Object是Java中所有類的基類，僅支持單繼承妒蔚。例如：
class A extend Object{
}
在Objective-C中穿挨，則使用:表示繼承月弛。NSObject是OC中所有類的基類，且僅支持單繼承科盛。例如：
@interface MyClass : NSObject {
int memberVar1; // 實(shí)體變量
id memberVar2;
}
+(return_type) class_method; // + 開頭表示類方法
-(return_type) instance_method1; // - 開頭表示實(shí)例方法
接下來要學(xué)習(xí)的面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)帽衙，正是在繼承的基礎(chǔ)上才有的特性：當(dāng)子類和父類有了相同名稱的方法時(shí)，就是多態(tài)了贞绵。
多態(tài)
多態(tài)特性涉及到父子類以及父類之間同名函數(shù)的調(diào)用順序問題厉萝，所以前面提到了：一定要注意Python在自定義類時(shí)，類名后面的（）圓括號(hào)中父類的順序但壮。若是父類中有相同的方法名冀泻，而在子類使用時(shí)未指定，python從左至右搜索蜡饵，即方法在子類中未找到時(shí)弹渔，從左到右查找基類中是否包含方法。
注意：方法的查找順序這一點(diǎn)要十分清楚溯祸。
使用上面同樣的類肢专，我們定義了4個(gè)類：Animal動(dòng)物類，哺乳動(dòng)物類Mammal焦辅、Dog狗類博杖，Cat貓類，模塊結(jié)構(gòu)分別如下：
Animal動(dòng)物類筷登，哺乳動(dòng)物類Mammal兩個(gè)類剃根，將作為Dog狗類，Cat貓類的父類前方。
Animal源碼如下：
# 定義一個(gè)動(dòng)物類Animal
class Animal(object):
legs = '' # 腿的數(shù)量
color = '' # 毛色
def eat(self):
print("Animal吃東西")
def sleep(self):
print("Animal睡覺")
def walk(self):
print("Animal走路")
Mammal哺乳動(dòng)物類狈醉，源碼如下:
# 定義一個(gè)動(dòng)物類Mammal
class Mammal(object):
def feed(self):
print("用母乳哺育幼崽子")
def eat(self):
print("哺乳動(dòng)物-吃東西")
def sleep(self):
print("哺乳動(dòng)物-睡覺")
def walk(self):
print("哺乳動(dòng)物-走路")
Dog狗類，繼承自Animal類惠险，源碼如下:
from extends import animal, mammal
# 定義一個(gè)狗類苗傅，繼承自動(dòng)物類Animal,哺乳動(dòng)物類Mammal
class Dog(animal.Animal, mammal.Mammal):
def eat(self):
print("小狗啃骨頭")
def sleep(self):
print("小狗警惕地睡覺")
def walk(self):
print("小狗走路")
Cat貓類繼承自Animal類，源碼如下:
from extends import animal, mammal
# 定義一個(gè)貓類Cat班巩，繼承自動(dòng)物類Animal渣慕，哺乳動(dòng)物類Mammal
class Cat(animal.Animal, mammal.Mammal):
def eat(self):
print("小貓吃魚")
def sleep(self):
print("小貓呼呼睡覺")
def walk(self):
print("小貓走貓步")
可以看到，Animal動(dòng)物類抱慌，哺乳動(dòng)物類Mammal兩個(gè)類逊桦，作為Dog狗類，Cat貓類的父類抑进，并且每個(gè)類中都有同名不同實(shí)現(xiàn)的方法：eat()卫袒、sleep()、walk()单匣。
此時(shí)再在測(cè)試模塊extends_test.py夕凝，分別創(chuàng)建了一個(gè)貓類對(duì)象c宝穗、狗類對(duì)象d，分別調(diào)用c码秉、d對(duì)象吃的方法eat()逮矛，源碼如下：
from extends import cat, dog
# 創(chuàng)建一個(gè)貓類對(duì)象
c = cat.Cat()
# 調(diào)用吃的方法
c.eat()
print('------------------')
# 創(chuàng)建一個(gè)狗類對(duì)象
d = dog.Dog()
# 調(diào)用Animal中吃的方法:eat()
d.eat()
運(yùn)行結(jié)果如下：
小貓吃魚
------------------
小狗啃骨頭
子類的方法覆蓋了父類中同名的方法，優(yōu)先調(diào)用子類中同名的方法转砖。
假設(shè)须鼎，現(xiàn)在需要調(diào)用父類中的方法，而不是調(diào)用子類中的方法府蔗，則可以這么做:
# 上接
# 調(diào)用d對(duì)象父類中的eat()方法
super(dog.Dog, d).eat()
運(yùn)行結(jié)果：
Animal吃東西
深入理解多態(tài)
要理解什么是多態(tài)晋控，我們首先要對(duì)數(shù)據(jù)類型再作一點(diǎn)說明。當(dāng)我們定義一個(gè)class的時(shí)候姓赤，我們實(shí)際上就定義了一種數(shù)據(jù)類型赡译。我們定義的數(shù)據(jù)類型和Python自帶的數(shù)據(jù)類型，比如str不铆、list蝌焚、dict沒什么兩樣。比如上面的用到的對(duì)象：
my_list = list() # my_list 是list類型
a = Animal() # a是Animal類型
d = Dog() # d是Dog類型
isinstance(對(duì)象, 類型)
isinstance(變量, 類型)用來判斷一個(gè)變量是否是該類型或其子類的實(shí)例誓斥。注意如果該對(duì)象是該類的子類的對(duì)象也返回True只洒。
# 創(chuàng)建一個(gè)貓類對(duì)象
c = cat.Cat()
# 判斷貓對(duì)象c是否是Cat類型
print('貓c是Cat類型:',isinstance(c, cat.Cat))
# 判斷貓對(duì)象c是否是Cat類型
print('貓c是Animal類型:',isinstance(c, animal.Animal))
運(yùn)行結(jié)果：
貓c是Cat類型: True
貓c是Animal類型: True
這和現(xiàn)實(shí)是匹配的：貓是貓類型，貓是動(dòng)物劳坑。但是毕谴，反過來，動(dòng)物是貓距芬，就不行了涝开。
# 創(chuàng)建一個(gè)Animal動(dòng)物對(duì)象
a = animal.Animal()
# 判斷動(dòng)物對(duì)象a是否是Cat類型
print('動(dòng)物a是Cat類型:', isinstance(a, cat.Cat))
# 判斷動(dòng)物對(duì)象a是否是Animal類型
print('動(dòng)物a是Animal類型:', isinstance(a, animal.Animal))
運(yùn)行結(jié)果：
動(dòng)物a是Cat類型: False
動(dòng)物a是Animal類型: True
知道了以上知識(shí)，我們?cè)賹懸粋€(gè)方法：
# 定義一個(gè)動(dòng)物吃東西的方法
def animal_eat(animal):
animal.eat()
# 調(diào)用動(dòng)物吃東西的方法蔑穴，傳入不同的對(duì)象
animal_eat(dog.Dog())
animal_eat(cat.Cat())
運(yùn)行結(jié)果：
小狗啃骨頭
小貓吃魚
至此發(fā)現(xiàn)什么沒？如果沒有惧浴，那么現(xiàn)在存和，如果我們?cè)俣x一個(gè)Wolf類型，也繼承自Animal：
from extends import animal, mammal
# 定義一個(gè)狼類衷旅，繼承自動(dòng)物類Animal,哺乳動(dòng)物類Mammal
class Wolf(animal.Animal, mammal.Mammal):
def eat(self):
print("狼吃羊")
def sleep(self):
print("狼警惕地睡覺")
def walk(self):
print("狼飛奔")
在測(cè)試模塊extends_test.py捐腿，導(dǎo)入wolf模塊，并創(chuàng)建一個(gè)wolf對(duì)象柿顶，源碼如下：
from extends import cat, dog, animal, wolf
# 定義一個(gè)動(dòng)物吃東西的方法
def animal_eat(animal):
animal.eat()
animal_eat(dog.Dog())
animal_eat(cat.Cat())
# 傳入狼對(duì)象
animal_eat(wolf.Wolf())
運(yùn)行結(jié)果：
小狗啃骨頭
小貓吃魚
狼吃羊
你會(huì)發(fā)現(xiàn)茄袖，新增一個(gè)Animal的子類，不必對(duì)animal_eat()做任何修改嘁锯，實(shí)際上宪祥，任何依賴Animal作為參數(shù)的函數(shù)或者方法都可以不加修改地正常運(yùn)行聂薪，原因就在于多態(tài)。
多態(tài)的好處
多態(tài)的好處就是蝗羊，當(dāng)我們?cè)谛枰獋魅隓og藏澳、Cat、Wolf……時(shí)耀找，我們只需要接收Animal類型就可以了翔悠，因?yàn)镈og、Cat野芒、Wolf……都是Animal類型蓄愁，然后，按照Animal類型進(jìn)行操作即可狞悲。由于Animal類型有eat()方法撮抓，因此，傳入的任意類型效诅，只要是Animal類或者子類胀滚，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用實(shí)際類型的eat()方法，這就是多態(tài)的好處乱投。
對(duì)于一個(gè)變量咽笼，我們只需要知道它是Animal類型，無需確切地知道它的子類型戚炫，就可以放心地調(diào)用eat()方法剑刑，而具體調(diào)用的eat()方法是作用在Animal、Dog双肤、Cat還是Wolf對(duì)象上施掏，由運(yùn)行時(shí)該對(duì)象的確切類型決定，這就是多態(tài)真正的威力：調(diào)用方只管調(diào)用茅糜，不管細(xì)節(jié)七芭，而當(dāng)我們新增一種Animal的子類時(shí)，只要確保eat()方法編寫正確蔑赘，不用管原來的代碼是如何調(diào)用的狸驳。
拓展：靜態(tài)語言 & 動(dòng)態(tài)語言
對(duì)于靜態(tài)語言來說，例如Java缩赛，如果需要傳入Animal類型耙箍，則傳入的對(duì)象必須是Animal類型或者它的子類，否則酥馍，將無法調(diào)用eat()方法辩昆。
對(duì)于Python這樣的動(dòng)態(tài)語言來說，則不一定需要傳入Animal類型旨袒。我們只需要保證傳入的對(duì)象有一個(gè)eat()方法就可以了汁针。例如术辐，定義一個(gè)帶有eat()方法的黑洞類：
# 定義一個(gè)帶有eat()方法的黑洞類
class BlackHole(object):
def eat(self):
print("黑洞吞噬一切東西，包括光~")
from extends import cat, dog, animal, wolf
# 定義一個(gè)動(dòng)物吃東西的方法
def animal_eat(animal):
animal.eat()
# 傳入黑洞對(duì)象
animal_eat(BlackHole())
運(yùn)行結(jié)果：
黑洞吞噬一切東西扇丛，包括光~
這就是動(dòng)態(tài)語言的“鴨子類型”术吗，它并不要求嚴(yán)格的繼承體系，一個(gè)對(duì)象只要“看起來像鴨子帆精，走起路來像鴨子”较屿，那它就可以被看做是鴨子。
Python的“file-like object“就是一種鴨子類型卓练。對(duì)真正的文件對(duì)象隘蝎，它有一個(gè)read()方法，返回其內(nèi)容襟企。但是嘱么，許多對(duì)象，只要有read()方法顽悼，都被視為“file-like object“曼振。許多函數(shù)接收的參數(shù)就是“file-like object“，你不一定要傳入真正的文件對(duì)象蔚龙，完全可以傳入任何實(shí)現(xiàn)了read()方法的對(duì)象冰评。
小結(jié)
本文詳細(xì)學(xué)習(xí)了Python中面向?qū)ο蟮?大特性：封裝、繼承木羹、多態(tài)甲雅，以及拓展了python中的鴨子類型。這三大特性是任何面向?qū)ο笳Z言的基礎(chǔ)知識(shí)坑填，要深刻理解抛人。
更多了解，可關(guān)注公眾號(hào)：人人懂編程
