简述什么是多态？

八股文_Python OOD 0 35

参考回答

多态是面向对象编程（OOP）中的一个重要特性，指的是同一个方法或操作作用于不同类型的对象时，表现出不同的行为。多态的核心思想是“一个接口，多种实现”，它使得不同的对象可以以相同的方式进行操作，但每个对象根据自身的类型实现不同的行为。

在 Python 中，多态通常通过继承和方法重写来实现。当不同的子类重写了父类的方法时，即使父类和子类使用相同的方法名，它们的行为可以不同。

示例：

class Animal:
    def speak(self):
        print("Animal makes a sound.")

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print("Dog barks.")

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print("Cat meows.")

# 创建对象
animals = [Dog(), Cat()]

# 遍历动物列表，调用每个动物的 speak 方法
for animal in animals:
    animal.speak()  # 输出: Dog barks. \n Cat meows.

在这个例子中，Animal 类定义了一个 speak 方法，而 Dog 和 Cat 类分别重写了 speak 方法。虽然我们调用的是相同的方法 speak，但不同的对象（Dog 和 Cat）会有不同的输出，这就是多态的表现。

详细讲解与拓展

1. 多态的实现

多态通常通过以下两种方式实现：
– 方法重写（Overriding）：子类重写父类的方法，使得方法的行为在不同的子类中不同。
– 方法重载（Overloading）（Python 中不常见）：通过定义多个相同方法名的不同版本来实现，但 Python 对方法重载的支持较弱，通常通过默认参数或可变参数来模拟重载。

2. 方法重写

方法重写是指在子类中定义一个与父类方法同名、同参数的方法，从而改变父类方法的行为。

class Bird:
    def fly(self):
        print("Bird can fly.")

class Penguin(Bird):
    def fly(self):
        print("Penguin cannot fly.")

bird = Bird()
penguin = Penguin()

bird.fly()  # 输出: Bird can fly.
penguin.fly()  # 输出: Penguin cannot fly.

这里，Penguin 类重写了 Bird 类的 fly 方法，因此 Penguin 对象调用 fly 方法时与 Bird 对象的行为不同。

3. 多态的好处

提高代码的灵活性和可扩展性：多态使得代码可以针对父类或接口编写，而无需关注具体实现类。这样可以方便地添加新的子类，而不需要修改现有的代码。
减少耦合度：多态让程序能够以统一的方式处理不同类型的对象，从而减少了系统中各个组件之间的耦合度。
提高代码可维护性：通过多态，程序的扩展和修改可以局部化，改变某个子类的行为时，不会影响其他部分。

4. 总结

多态是指同一方法或操作作用于不同类型的对象时，表现出不同的行为。
通过方法重写，不同的类可以有相同名称的方法，但实现不同的行为。
多态使得程序更加灵活、可扩展、可维护，并减少了代码的重复性和耦合度。