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Python

Python 多态、类属性与类方法详解

多态指不同子类对象调用相同父类方法产生不同执行结果,以继承和重写为前提,增加代码灵活度。类对象在内存中只有一份,可拥有类属性和类方法。实例属性保存于各对象独立内存空间,类属性记录类相关特征。类方法需@classmethod 修饰,第一个参数为 cls;静态方法需@staticmethod 修饰,无需访问类或实例属性。通过代码对比展示多态优势及类结构差异。

乱七八糟发布于 2024/12/25更新于 2026/7/2432 浏览
Python 多态、类属性与类方法详解

1. 多态

面向对象三大特性

  • 封装:根据职责将属性和方法封装到一个抽象的类中。
  • 继承:实现代码的重用,相同的代码不需要重复编写。
  • 多态:不同的子类对象调用相同的父类方法,产生不同的执行结果。

多态的特性

  • 可以增加代码的灵活度。
  • 以继承和重写父类方法为前提。
  • 是调用方法的技巧,不会影响到类的内部设计。

多态与无多态的比较

没有多态的代码示例
class ArmyDog(object):
    def bite_enemy(self):
        print('追击敌人')

class DrugDog(object):
    def track_drug(self):
        print('追查毒品')

class Person(object):
    def work_with_army(self, dog):
        dog.bite_enemy()

    def work_with_drug(self, dog):
        dog.track_drug()

p = Person()
p.work_with_army(ArmyDog())
p.work_with_drug(DrugDog())

可以看出,如果添加一个新类(例如继承 Dog),代码的增加就很麻烦。

有多态的代码示例
class Dog(object):
    def work(self):
        pass

class ArmyDog(Dog):
    def work():
        ()

 ():
     ():
        ()

 ():
     ():
        
        dog.work()
        

p = Person()
p.work_with_dog(ArmyDog())
p.work_with_dog(DrugDog())
self
print
'追击敌人'
class
DrugDog
Dog
def
work
self
print
'追查毒品'
class
Person
object
def
work_with_dog
self, dog
# 只要能接收父类对象,就能接收子类对象
# 只要父类对象能工作,子类对象就能工作。并且不同子类会产生不同的执行效果。

2. 类的结构

术语:实例

使用面向对象开发,第 1 步是设计类。

使用 类名 () 创建对象,创建对象的动作有两步:

  1. 在内存中为对象分配空间。
  2. 调用初始化方法 __init__ 为对象初始化。

对象创建后,内存中就有了一个对象的实实在在的存在——实例。 因此,通常也会把:

  • 创建出来的对象叫做类的实例。
  • 创建对象的动作叫做实例化。
  • 对象的属性叫做实例属性。
  • 对象调用的方法叫做实例方法。

在程序执行时:

  • 对象各自拥有自己的实例属性。
  • 调用对象方法,可以通过 self. 访问自己的属性,调用自己的方法。

结论:每一个对象都有自己独立的内存空间,保存各自不同的属性;多个对象的方法,在内存中只有一份,在调用方法时,需要把对象的引用传递到方法内部。

类是一个特殊的对象

Python 中一切皆对象:

  • class AAA: 定义的类属于类对象。
  • obj1 = AAA() 属于实例对象。

在程序运行时,类同样会被加载到内存。在 Python 中,类是一个特殊的对象——类对象。

在程序运行时,类对象在内存中只有一份,使用一个类可以创建出很多个对象实例。 除了封装实例的属性和方法外,类对象还可以拥有自己的属性和方法:

  • 类属性
  • 类方法

通过 类名。 的方式可以访问类的属性或者调用类的方法。

3. 类属性和实例属性

类属性就是给类对象中定义的属性,通常用来记录与这个类相关的特征。 类属性不会用于记录具体对象的特征。

要访问类属性有两种方式:

  1. 类名。类属性
  2. 对象。类属性(不推荐)

注意:如果使用 对象。类属性 = 值 赋值语句,只会给对象添加一个属性,而不会影响到类属性的值。

4. 类方法和静态方法

类方法

类属性是针对类对象定义的属性,使用赋值语句在 class 关键字下方可以定义类属性。类属性用于记录与这个类相关的特征。

类方法是针对类对象定义的方法。在类方法内部可以直接访问类属性或者调用其他的类方法。

语法如下:

@classmethod
def 类方法名(cls):
    pass

类方法需要用修饰器 @classmethod 来标识,告诉解释器这是一个类方法。 类方法的第一个参数应该是 cls。由哪一个类调用的方法,方法内的 cls 就是哪一个类的引用。这个参数和实例方法的第一个参数是 self 类似。

提示:使用其他名称也可以,不过习惯使用 cls。

通过 类名。 调用类方法,调用方法时,不需要传递 cls 参数。 在方法内部可以通过 cls. 访问类的属性,也可以通过 cls. 调用其他的类方法。

静态方法

在开发时,如果需要在类中封装一个方法,这个方法既不需要访问实例属性或者调用实例方法,也不需要访问类属性或者调用类方法,这个时候,可以把这个方法封装成一个静态方法。

语法如下:

@staticmethod
def 静态方法名():
    pass

静态方法需要用修饰器 @staticmethod 来标识,告诉解释器这是一个静态方法。 通过 类名。 调用静态方法。

目录

  1. 1. 多态
  2. 面向对象三大特性
  3. 多态的特性
  4. 多态与无多态的比较
  5. 没有多态的代码示例
  6. 有多态的代码示例
  7. 2. 类的结构
  8. 术语:实例
  9. 类是一个特殊的对象
  10. 3. 类属性和实例属性
  11. 4. 类方法和静态方法
  12. 类方法
  13. 静态方法
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