python基础之继承派生、组合、接口和抽象类

类的继承与派生

经典类和新式类

在python3中，所有类默认继承object，但凡是继承了object类的子类，以及该子类的子类，都称为新式类（在python3中所有的类都是新式类）

没有继承object类的子类成为经典类（在python2中，没有继承object的类，以及它的子类，都是经典类）

1 class People:

2     pass

3 class Animal:

4     pass

5 class Student(People,Animal): #People、Animal称为基类或父类，Student为子类，Student继承了People和Animal的所有属性

6     pass

7 print(Student.__bases__)    #__bases__方法，查看继承的类的元组

8 print(People.__bases__)

9 print(Animal.__bases__)

输出结果：

1 (<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animal'>)    #继承了两个父类

2 (<class 'object'>,)    #默认继承了object类

3 (<class 'object'>,)

继承

继承是为了减少代码重用的问题，以减少代码冗余。

继承是一种是什么是什么的关系，例如老师类是人类，而非老师类是生日类

继承类示例：

 1 class People:    #定义父类People

 2     def __init__(self, name, age):

 3         self.name = name

 4         self.age = age

 5     def walk(self):

 6         print('%s is walking' %self.name)

 7

 8 #Teacher类和Student类无任何属性

 9 class Teacher(People):    #Teacher类继承People类的属性

10     pass

11 class Student(People):    #Student类继承People类的属性

12     pass

引用测试：

 1 t=Teacher('bob',18)    #实例化一个Teacher对象，而非People对象，Student子类同理

 2 print(type(t))

 3 print(t.name,t.age)

 4 print(t.__dict__)

 5 t.walk()    #Teacher子类继承了People的属性，使得Teacher子类的对象能够调用到父类的属性

 6

 7 输出结果：

 8 <class '__main__.Teacher'>

 9 bob 18

10 {'name': 'bob', 'age': 18}

11 bob is walking

派生

派生是在子类继承父类的基础上，定义子类独有的属性，例如Teacher可以有教师等级的划分、有教学课程的划分，但是继承父类People类是没有等级和课程的划分的。

示例：

 1 #定义父类People

 2 class People:

 3     def __init__(self, name, age,sex):

 4         self.name = name

 5         self.age = age

 6         self.sex=sex

 7     def walk(self):

 8         print('%s is walking' % self.name)

 9     def test(self):

10         print('test class from father class %s' %self.name)

11 #定义Teacher子类

12 class Teacher(People):

13     school = 'jialidun'

14     def __init__(self, name, age,sex,level,salary):

15         People.__init__(self,name,age,sex)    #继承父类的初始化内容,实例化时候接收的参数name、age、sex会传给People.__init__

16         self.level=level    #派生的独有属性

17         self.salary=salary    #派生的独有属性

18     def teach(self):    #派生的独有属性

19         print('%s is teaching' %self.name)

20     def test(self):    #派生父类的已有属性，对象在进行属性引用的时候会优先引用实例化过程中用到的类

21         People.test(self)

22         print('from teacher')

23 #定义Student子类

24 class Student(People):

25     def __init__(self, name, age,sex,group):

26         People.__init__(self, name, age, sex)

27         self.group=group

28     def study(self):

29             print('%s is studying' %self.name)

测试验证：

1 t=Teacher('natasha',18,'male',10,3000) #__init__(t,'natasha',18,'male',10,3000)

2 print(Teacher.__bases__)

3 print(Teacher.__dict__)

4 t.test()

组合

不同于继承，组合是包含的意思，表示一种什么有什么的关系，也是为了减少重复代码的

示例：还是People、Teacher和Student的例子，只是加上了一个Birthday生日类

 1 #Birthday类，需要传入年月日

 2 class Birthday:

 3     def __init__(self,year,mon,day):

 4         self.year=year

 5         self.mon=mon

 6         self.day=day

 7     def tell_birth(self):

 8         print('出生于<%s>年 <%s>月 <%s>日' % (self.year,self.mon,self.day))

 9 #People类，需要接受名字年龄年月日，年月日传给Birthday类

10 class People:

11     def __init__(self, name, age, year, mon, day):

12         self.name = name

13         self.age = age

14         #__init__接收的year, mon, day传给Birthday类

15         self.birth = Birthday(year, mon, day)   #包含Birthday类，生日不只是人类才有，其他动物也可以有生日，不同于继承

16     def walk(self):

17         print('%s is walking' % self.name)

18 #Teacher类

19 class Teacher(People):

20     def __init__(self, name, age, year, mon, day,level,salary):

21         #__init__接收的name, age, year, mon, day传给People类

22         People.__init__(self,name,age,year,mon,day)

23         self.level=level

24         self.salary=salary

25     def teach(self):

26         print('%s is teaching' %self.name)

27 #Student类

28 class Student(People):

29     def __init__(self, name, age, year, mon, day,group):

30         People.__init__(self,name,age,year,mon,day)

31         self.group=group

32     def study(self):

33         print('%s is studying' %self.name)

测试验证：

1 t=Teacher('hurry',18,1990,2,33,10,3000)    #传入的值为Teacher类接收的值

2 print(t.name,t.age)    #对象t的名字和年龄

3 print(t.birth)    #输出的是一个类对象，因为父类People定义的birth属性就是一个类Birthday

4 t.birth.tell_birth()    #查看对象t所继承的People类的birth属性(Birthday类)的tell_birth()属性

5 print(t.birth.year)

6 print(t.birth.mon)

7 print(t.birth.day)

接口和抽象类

接口

接口是一组功能的入口，要调用某一组功能，需要通过接口来进行调用，而不需要关注这组功能是如何实现的，要的只是结果。

在类里，接口是提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

python模仿接口示例：

 1 #模仿Linux内文件读写的接口，Linux不管是文本，还是磁盘还是进程都是通过文件去实现的，只不过方法不同，但是没关系

 2 class File:    #定义一个接口类，提供read和write方法，但是一定是pass没有处理过程的，因为功能的实现具体靠的是子类

 3     def read(self): #定接口函数read

 4         pass

 5     def write(self): #定义接口函数write

 6         pass

 7 #定义子类实现读写功能

 8 #文本文件的读写

 9 class Txt(File): #文本，具体实现read和write

10     def du(self):     #注意并不是read

11         print('文本数据的读取方法')

12     def xie(self):    #注意并不是write

13         print('文本数据的写入方法')

14 #硬盘数据的读写

15 class Sata(File): #磁盘，具体实现read和write

16     def read(self):

17         print('硬盘数据的读取方法')

18     def write(self):

19         print('硬盘数据的写入方法')

20 #进程数据的读写

21 class Process(File):

22     def read(self):

23         print('进程数据的读取方法')

24     def write(self):

25         print('进程数据的写入方法')

测试验证：硬盘和进程一样，所以制作文本和硬盘的测试即可

硬盘读写测试：

1 disk=Sata()    #实例化一个硬盘读写对象

2 disk.read()    #硬盘读

3 disk.write()    #硬盘写

4

5 输出结果：

6 硬盘数据的读取方法

7 硬盘数据的写入方法

文本读写测试：执行后会发现没有任何输出，那是因为txt对象实际上访问的read和write属性并非子类Txt所提供的属性，Txt所提供的属性只是du和xie，但是txt对象有read和write属性，别忘了Txt类是继承了父类File的属性，所以实际上txt对象的read和write属性是父类File提供的

1 txt=Txt()

2 txt.read()

3 txt.write()

正确的做法是将Txt类的du和xie方法改成read和write方法，这么做的意义为归一化

归一化，让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

抽象类

抽象类的本质上也是类，但是抽象类只能够被继承，不能进行实例化，也就是说可以当父类，但是不能生成对象。

抽象类介于接口和归一化中间，用于实现接口的归一化

当子类继承抽象类的时候，如果抽象类定义了抽象方法，那么子类必须要定义同名的方法。即父类限制：

　　1、子类必须要有父类的方法

　　2、子类实现的方法必须跟父类的方法的名字一样

python的抽象类通过abc模块实现。

接口归一化示例：

 1 import abc

 2 class File(metaclass=abc.ABCMeta):  #metaclass指的是元类，边会讲，现在只需记住这个词

 3     @abc.abstractmethod     #抽象方法，即一个装饰器装饰read属性

 4     def read(self):

 5         pass

 6     @abc.abstractmethod      #抽象方法，即一个装饰器装饰write属性

 7     def write(self):

 8         pass

 9 # # 当继承File类时候，如果没有read和write方法，会提示出错TypeError: Can't instantiate abstract class Txt with abstract methods read, write

10 # class Txt(File):

11 #     def du(self):

12 #         print('文本数据的读取方法')

13 #     def xie(self):

14 #         print('文本数据的写入方法')

15 #定义子类具体实现文本的读写操作

16 class Txt(File):

17     def read(self):

18         print('文本数据的读取方法')

19     def write(self):

20         print('文本数据的写入方法')

21 #定义子类具体实现硬盘的读写操作

22 class Sata(File):

23     def read(self):

24         print('硬盘数据的读取方法')

25     def write(self):

26         print('硬盘数据的写入方法')

27 #定义子类具体实现进程的读写操作

28 class Process(File):

29     def read(self):

30         print('进程数据的读取方法')

31     def write(self):

32         print('进程数据的写入方法')

测试验证：

 1 t=Txt()

 2 t.read()

 3 t.write()

 4 s=Sata()

 5 s.read()

 6 s.write()

 7 输出结果：

 8 文本数据的读取方法

 9 文本数据的写入方法

10 硬盘数据的读取方法

11 硬盘数据的写入方法

巴特西

python基础之继承派生、组合、接口和抽象类

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