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Python 中多态性的示例和类的继承多态性

多态性（Polymorphism）是面向对象编程中的一个重要概念，它允许不同类的对象通过同一个接口调用，而不需要知道对象的具体类型。多态性通过类的继承和方法重载实现，允许不同类的对象以统一的方式进行操作。

1. 多态性的基本示例

下面是一个简单的多态性示例，其中不同的类实现了同一个方法，但行为不同：

class Animal:
    def sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def sound(self):
        return "Meow!"

def make_sound(animal):
    print(animal.sound())

dog = Dog()
cat = Cat()

make_sound(dog)  # 输出: Woof!
make_sound(cat)  # 输出: Meow!

在这个示例中，Dog 和 Cat 类继承自 Animal 类，并且都实现了 sound 方法。make_sound 函数能够处理任何 Animal 类型的对象，并调用它们的 sound 方法，而不需要知道对象的具体类型。

2. 类的继承和多态性

多态性通常通过类的继承来实现。以下是一个更复杂的示例，展示了如何通过继承实现多态性：

class Shape:
    def area(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

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

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

def print_area(shape):
    print(f"The area is {shape.area()}")

rectangle = Rectangle(3, 4)
circle = Circle(5)

print_area(rectangle)  # 输出: The area is 12
print_area(circle)     # 输出: The area is 78.5

在这个示例中，Shape 是一个基类，定义了一个抽象的 area 方法。Rectangle 和 Circle 类继承自 Shape 类，并实现了 area 方法。print_area 函数接受一个 Shape 对象，并调用它的 area 方法。由于多态性的存在，不同的形状对象会调用各自实现的 area 方法。

3. 接口和多态性

Python 没有显式的接口声明，但我们可以通过继承抽象基类来模拟接口行为：

from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass

class Rectangle(Shape):
    def __init__(self, width, height):
        self.width = width
        self.height = height

    def area(self):
        return self.width * self.height

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

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

def print_area(shape):
    print(f"The area is {shape.area()}")

rectangle = Rectangle(3, 4)
circle = Circle(5)

print_area(rectangle)  # 输出: The area is 12
print_area(circle)     # 输出: The area is 78.5

在这个示例中，Shape 类继承自 ABC（抽象基类），并使用 @abstractmethod 装饰器来定义抽象方法 area。Rectangle 和 Circle 类必须实现 area 方法。

小结

多态性是面向对象编程的重要特性，它允许不同类的对象通过同一个接口调用。在 Python 中，多态性通常通过类的继承和方法重载实现，允许不同类的对象以统一的方式进行操作。通过抽象基类和接口，可以进一步规范子类的行为，提高代码的灵活性和可维护性。

原文链接：codingdict.net

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