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Python 30 天进阶:类的继承与多态之妙

在深入探索了类与对象的基础构建后,我们迎来了面向对象编程中更为强大和精彩的特性 —— 类的继承与多态。继承允许我们创建具有层次结构的类体系,避免代码重复,提高代码的复用性;而多态则赋予了程序根据对象类型灵活调整行为的能力,使得代码更加灵活和可扩展。今天,就让我们一同领略类的继承与多态的独特魅力。

一、类的继承机制



类的继承通过在定义子类时将父类作为参数传递给 class 语句来实现。子类将继承父类的所有属性和方法,同时还可以添加自己特有的属性和方法。



以之前创建的 Person 类为基础,我们创建一个 Student 类继承自 Person 类:

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, student_id, grades):
        # 调用父类的 __init__ 方法初始化继承自父类的属性
        super().__init__(name, age)
        self.student_id = student_id
        self.grades = grades

    def study(self):
        print(f"{self.name} 正在努力学习。")

    def take_exam(self):
        print(f"{self.name} 正在参加考试。")



在上述代码中,Student 类继承了 Person 类,通过 super().__init__(name, age) 调用了父类的 __init__ 方法来初始化 name 和 age 属性,然后添加了 student_id 和 grades 这两个特定于学生的属性,以及 study 和 take_exam 这两个方法。

二、多态的概念与实现



多态是指不同类型的对象对同一方法调用呈现出不同的行为。在 Python 中,我们可以通过在子类中重写父类的方法来实现多态性。



例如,在 Student 类中重写 Person 类的 greet 方法:

class Student(Person):
    #... 其他代码...

    def greet(self):
        print(f"你好,我是学生 {self.name},今年{self.age}岁,我的学号是{self.student_id}。")



现在,当我们创建 Person 类和 Student 类的对象并调用 greet 方法时,会得到不同的结果:

person = Person("张三", 35)
student = Student("李四", 20, "2024001", [85, 90, 92])

person.greet()  
student.greet()  



输出结果为:

你好,我是张三,今年 35 岁。
你好,我是学生李四,今年 20 岁,我的学号是 2024001。



可以看到,虽然都是调用 greet 方法,但由于 Student 类重写了该方法,所以表现出了不同的行为。

通过今天对类的继承与多态的学习,我们进一步提升了面向对象编程的能力。在实际编程中,合理运用继承和多态能够构建出更加灵活、高效且易于维护的代码架构,帮助我们更好地应对复杂多变的编程需求。



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