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文章标题:100道python面试题之-Python中的多态性是如何体现的?
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Python中的多态性是面向对象编程中的一个核心概念,它表现为能够使用统一的接口来操作不同类型的对象,并且这些对象可以对相同的消息或方法调用作出不同的响应。在Python中,多态性的体现方式主要有以下几种:

1. 继承和方法重写

多态性的一种常见实现方式是通过继承和方法重写。在Python中,子类可以继承父类,并重写父类中的方法,使得即使通过父类的接口调用这些方法,也可以执行子类特有的行为。

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("汪汪汪")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("喵喵喵")

dog = Dog()
cat = Cat()
dog.speak()  # 输出: 汪汪汪
cat.speak()  # 输出: 喵喵喵

2. 鸭子类型(Duck Typing)

Python本身支持多态性,这种多态性在Python中通常被称为“鸭子类型”(Duck Typing)。这个概念源自一个古老的说法:“如果它走路像鸭子、叫声像鸭子,那么它就是鸭子”。在编程中,这意味着一个对象的适用性是由它的行为和属性决定的,而不是它的具体类别。

在Python中,不关心对象的具体类型,只关心对象是否具有特定的方法或属性。例如,len()函数可以用于任何实现了__len__方法的对象。

class MyList:
    def __init__(self, items):
        self.items = items

    def __len__(self):
        return len(self.items)

my_list = MyList([1, 2, 3])
print(len(my_list))  # 输出: 3

3. 抽象基类(Abstract Base Classes, ABCs)

Python的abc模块提供了抽象基类的支持,通过使用抽象基类,可以确保子类实现了必要的方法,从而实现多态性。

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("汪汪汪")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("喵喵喵")

# 如果子类没有实现抽象方法,实例化时会报错

4. 运算符重载

Python中的运算符重载也是多态性的一种体现。通过在类中定义特殊方法(如__add____sub__等),可以使得类的实例在参与运算时执行不同的操作。

class Vector:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __add__(self, other):
        if isinstance(other, Vector):
            return Vector(self.x + other.x, self.y + other.y)
        else:
            raise TypeError("Unsupported operand type(s) for +: 'Vector' and '{}'".format(type(other).__name__))

v1 = Vector(1, 2)
v2 = Vector(3, 4)
result = v1 + v2  # 执行了Vector类的__add__方法
print(result.x, result.y)  # 输出: 4 6

总结

Python中的多态性主要通过继承和方法重写、鸭子类型、抽象基类以及运算符重载等方式体现。多态性增强了程序的灵活性和可扩展性,使得代码可以更加模块化,易于维护和扩展。

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