1. 多態

在 Python 里，多態是一種非常有用的編程特性，它能讓你以統一的方式處理不同類型的對象

1.1 什么是多態

多態就好比在生活中，不同職業的人面對 “工作” 這件事，會有不同的表現。

比如老師的工作是教書，醫生的工作是治病。雖然大家說的都是 “工作”，但具體的行為卻不一樣。

在編程中，多態允許你使用相同的代碼來處理不同類型的對象，而這些對象會根據自身的類型做出不同的響應。

1.2 多態實現方式

在 Python 里，多態主要通過 繼承 和 方法重寫 來實現。

下面是一個簡單的示例：

# 定義一個父類
class Animal:def speak(self):pass# 定義子類 Dog，繼承自 Animal
class Dog(Animal):def speak(self):return "汪汪汪"# 定義子類 Cat，繼承自 Animal
class Cat(Animal):def speak(self):return "喵喵喵"# 定義一個函數，用于調用動物的 speak 方法
def animal_speak(animal):print(animal.speak())# 創建 Dog 和 Cat 的實例
dog = Dog()
cat = Cat()# 調用 animal_speak 函數，傳入不同的對象
animal_speak(dog)
animal_speak(cat)# 結果
汪汪汪
喵喵喵***Repl Closed***

在這個例子中：

• Animal 是父類，它定義了一個 speak 方法，但這個方法沒有具體的實現。
• Dog 和 Cat 是 Animal 的子類，它們都重寫了 speak 方法，實現了自己獨特的叫聲。
• animal_speak 函數接受一個 Animal 類型的對象作為參數，并調用該對象的 speak 方法。
• 當我們傳入 Dog 或 Cat 的實例時，animal_speak 函數會根據對象的實際類型調用相應的 speak 方法，這就是多態的體現。

1.3 多態的好處

• 代碼復用：通過多態，你可以編寫通用的代碼來處理不同類型的對象，避免了為每種對象類型編寫重復的代碼。
• 可擴展性：當需要添加新的對象類型時，只需創建一個新的子類并實現相應的方法，而不需要修改現有的代碼。

1.4 多態的好處

Python 是一種動態類型語言，這意味著在運行時才確定變量的類型。這種特性使得多態在 Python 中更加靈活。只要對象具有所需的方法，就可以將其傳遞給相應的函數，而不需要考慮對象的具體類型。

1.5 不同層面的理解

• 鴨子類型（Duck Typing）
  在 Python 中，多態常常通過鴨子類型來體現。
  鴨子類型的核心思想是：“如果它走路像鴨子，叫聲像鴨子，那么它就是鴨子”。也就是說，在代碼中不關注對象的具體類型，只關注對象是否具有特定的方法和屬性。

class Bird:def fly(self):print("鳥在飛")class Airplane:def fly(self):print("飛機在飛")def make_fly(obj):obj.fly()bird = Bird()
airplane = Airplane()make_fly(bird)
make_fly(airplane)

在這個例子中，make_fly 函數不關心傳入的對象是 Bird 類還是 Airplane 類的實例，只要對象有 fly 方法，就可以調用該方法，這就是鴨子類型實現的多態。

• 多態與其他特性的關聯

多態與繼承:
繼承是實現多態的重要手段之一。通過繼承，子類可以重寫父類的方法，從而在調用相同方法時表現出不同的行為。前面已經有很多通過繼承實現多態的例子，比如動物叫聲、圖形繪制等。

多態與封裝:
封裝是將數據和操作數據的方法捆綁在一起，隱藏對象的內部實現細節。多態可以基于封裝來實現，不同的類通過封裝各自的方法，在外部調用時以統一的方式呈現不同的行為。例如在游戲開發中，每個角色類封裝了自己的攻擊方法，外部通過統一的接口調用攻擊方法，體現了多態。

1.6 多態的優缺點

1. 優點

• 代碼復用和可維護性：可以編寫通用的代碼來處理不同類型的對象，減少代碼重復，提高代碼的可維護性。當需要添加新的對象類型時，只需要實現相應的方法，而不需要修改現有的代碼。

• 擴展性：易于擴展系統功能。例如在圖形繪制系統中，添加新的圖形類型時，只需要創建新的子類并實現繪制方法，就可以無縫集成到現有的系統中。

2. 缺點

• 理解難度：對于初學者來說，多態尤其是涉及到復雜的繼承和多繼承時，可能會增加理解的難度。需要對類的層次結構和方法調用順序有清晰的認識。

• 性能開銷：在某些情況下，多態可能會帶來一定的性能開銷，特別是在使用抽象基類和復雜的方法查找時。不過在大多數實際應用中，這種開銷通常是可以接受的。