Python类的继承和多态性中的内置函数

Python是一种面向对象的语言，其中最基本的概念是类和对象。在 Python 中，类可以有继承和多态性的概念，这使得代码的复用和扩展变得更加容易。

类的继承

在 Python 中，类的继承是指一个类可以基于另一个类来创建一个新的类，新的类继承了原有类的属性和方法，并且可以添加自己的属性和方法。

下面是一个简单的示例，演示了如何通过继承创建一个新的类：

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

    def speak(self):
        print(f"{self.name} says hi!")

class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print(f"{self.name} barks!")

在上面的代码中，Animal 类包含一个构造函数和一个 speak() 方法。然后，我们通过继承 Animal 类创建了一个新的类 Dog，并添加了一个新的方法 bark()。

通过这种方式，Dog 类就可以访问 Animal 类的属性和方法。例如，我们可以这样创建一个 Dog 类的实例：

my_dog = Dog("Fido")

my_dog.speak() # 输出 "Fido says hi!"
my_dog.bark() # 输出 "Fido barks!"

多态性

多态性是指可以用同样的方法调用不同类型的对象，并且每个类型的对象会执行自己独特的实现。在 Python 中，多态性是通过覆盖基类方法来实现的。

下面是一个示例，演示了多态性的概念：

class Shape:
    def area(self):
        pass

class Square(Shape):
    def __init__(self, side):
        self.side = side

    def area(self):
        return self.side * self.side

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14 * self.radius * self.radius

在上面的代码中，我们定义了一个基类 Shape 和两个子类 Square 和 Circle。这两个子类覆盖了 Shape 类的 area() 方法，并且提供了自己的实现。

现在，我们可以使用相同的方法调用不同类型的对象，并且每个类型的对象会执行自己独特的实现。例如：

my_square = Square(5)
my_circle = Circle(3)

print(my_square.area()) # 输出 25
print(my_circle.area()) # 输出 28.26

内置函数

Python 提供了一些内置函数，可以在类和对象之间实现继承和多态性。下面是一些常用的内置函数：

1. isinstance()

isinstance() 函数用于检查一个对象是否是一个指定的类的实例。例如：

my_dog = Dog("Fido")

print(isinstance(my_dog, Dog)) # 输出 True
print(isinstance(my_dog, Animal)) # 输出 True

2. super()

super() 函数用于调用父类的方法。例如：

class Square(Shape):
    def __init__(self, side):
        self.side = side

    def area(self):
        return self.side * self.side

class Cube(Square):
    def area(self):
        return 6 * super().area()

在上面的代码中，Cube 类继承了 Square 类的 area() 方法，并且覆盖了它。然后，Cube 类使用 super() 函数调用 Square 类的 area() 方法。

3. @property

@property 装饰器用于将类的方法装饰成一个属性。例如：

class Person:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name.title()

    @name.setter
    def name(self, value):
        self._name = value.lower()

my_person = Person("JOHN")

print(my_person.name) # 输出 "John"

my_person.name = "Mary"

print(my_person.name) # 输出 "Mary"

在上面的代码中，我们定义了一个 Person 类和一个 name 属性。通过 @property 装饰器，我们可以将 name() 方法装饰成一个属性，并且使用 setter 方法来设置它。

总结

Python 类的继承和多态性使代码的复用和扩展变得更加容易。使用内置函数可以更加方便地实现继承和多态性的概念。