python 的继承、封装和多态

1. 继承（Inheritance）

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。子类可以重用父类的代码，同时也可以扩展或修改父类的行为。

常用方法和参数：

class 关键字用于定义类。
子类的定义中使用括号指定要继承的父类。

示例：

python">class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")class Dog(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return f"{self.name} says Meow!"dog = Dog("Buddy")
print(dog.speak())  # 输出：Buddy says Woof!cat = Cat("Whiskers")
print(cat.speak())  # 输出：Whiskers says Meow!

常见问题和解决方案：

如何判断一个类是否是另一个类的子类？
- 可以使用 issubclass() 函数。例如：issubclass(Dog, Animal) 返回 True。
子类如何调用父类的方法？
- 使用 super() 函数。例如，在子类中调用 super().__init__()。
子类如何扩展父类的方法？
- 在子类中定义新的方法或者重写父类的方法。
是否可以多重继承？
- 是的，Python支持多重继承，一个类可以继承多个父类。
如何查看一个类的继承关系？
- 可以使用 mro() 方法。例如：Dog.mro() 返回继承顺序列表。

2. 封装（Encapsulation）

封装是一种将数据和操作数据的方法捆绑在一起的编程概念。它可以通过将属性和方法设置为私有的来隐藏内部实现细节，只允许通过公共方法来访问和修改数据。

常用方法和参数：

使用双下划线 __ 开头的属性和方法被视为私有的，外部无法直接访问。

示例：

python">class Car:def __init__(self, brand, model):self.__brand = brandself.__model = modeldef get_brand(self):return self.__branddef set_brand(self, brand):self.__brand = branddef get_model(self):return self.__modeldef set_model(self, model):self.__model = modelcar = Car("Toyota", "Corolla")
print(car.get_brand())  # 输出：Toyotacar.set_brand("Honda")
print(car.get_brand())  # 输出：Honda
print(car.__brand)   # 报错，因为私有属性只能在类内部访问

常见问题和解决方案：

为什么要使用封装？
- 封装可以保护对象的数据，防止直接修改和访问，从而减少了意外修改数据的可能性。
如何访问私有属性？
- 可以通过公共方法来访问私有属性。
是否可以在类的外部直接修改私有属性？
- 不可以，私有属性只能在类的内部访问和修改。
如何避免子类覆盖父类的私有属性和方法？
- 将私有属性和方法命名为受保护的属性和方法（以单下划线 _ 开头）。
私有属性和受保护的属性有什么区别？
- 私有属性只能在类内部访问，而受保护的属性可以在类及其子类中访问。

3. 多态（Polymorphism）

多态是面向对象编程的另一个重要概念，它允许不同类的对象对同一消息做出响应，实现了同一种行为具有多种表现形式的能力。

常用方法和参数：

Python 中的多态主要通过方法的重写和继承来实现。

示例：

python">class Shape:def area(self):raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")class Rectangle(Shape):def __init__(self, width, height):self.width = widthself.height = heightdef area(self):return self.width * self.heightclass Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius * self.radiusshapes = [Rectangle(4, 5), Circle(3)]
for shape in shapes:print(shape.area())

常见问题和解决方案：

如何实现多态？
- 在不同的类中实现同名的方法，并确保它们在适当的情况下做出正确的响应。
多态和继承有什么关系？
- 多态通常与继承一起使用，子类重写父类的方法，实现了多态的特性。
如何判断一个对象是否是特定类的实例？
- 可以使用 isinstance() 函数。例如：isinstance(obj, MyClass) 返回 True 或 False。
多态是否只能应用于类的方法？
- 不是，多态可以应用于函数和方法。函数或方法可以接受不同类型的参数，并根据参数类型执行不同的操作。
是否只有继承才能实现多态？
- 不是，除了继承，还可以通过接口实现多态。Python 不支持接口，但可以通过协议来实现类似的功能。