Python 之接口和多态引发的血案

最新推荐文章于 2024-11-17 21:42:15 发布

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事故发生地

在学习 Python 面向对象视频之鸭子类型与多态时看到这样两句话不得其解：

非动态语言必须通过继承和接口实现多态
动态语言不需要实现接口

菜鸟的问题

(非动态语言以 Java 为例，动态语言以 Python 为例)
1. 接口和多态是什么关系？
2. Python 为什么没有接口？没有接口怎么实现接口对应的设计模式
3. Python 为什么没有重载？
4. Python 的多态是什么样的？

接口和多态是什么关系？

在我的理解中，多态具有两种形式，重载和重写：

重载：在同一个类中，相同的方法名对应着不同的方法实现，其区别在于他们需要的参数和返回值不同。
重写：用于父类和子类间，子类重写父类的方法，只是对应的方法实现不同，其方法名和参数都相同。

这样看来，重写是基于继承的。那么接口呢？好像除了强制要求子类实现某些方法，我不知道还有什么别的作用。
正因如此，接口只是一个规范。在多个类都实现一个接口的时候他的作用就体现出来了，我们不需要知道在某个类中这个方法的具体实现，只需要这个类中有这个方法而我们可以直接调用就可以了。有了这样一个统一的标准，我们就不必担心同样功能的方法被起了各种各样的名字了。
所以，我觉得可以用这么一句话回答这个问题，接口不是实现多态的，而是基于多态的，有了多态接口才能发挥作用。

Python 为什么没有接口？没有接口怎么实现接口对应的设计模式

接口的作用就是规范，规范参数类型，返回值等等，从而使相同的调用能够实现不同的效果；并且接口也是为了用来弥补语言自己表达能力的不足，如：Java 只支持单继承，为了使类拥有更多的特性，使用了多实现来弥补。静态的语言必须全部都规定好才能正确使用。
而在 Python 中，变量是没有类型的，不需要事先规定，不管调用者传入什么类型的对象，被调用者就会认为那就是我所需要的对象(鸭子类型)，如果在运行时传入的对象不具备需要的属性或方法，程序会直接报错。需要实现这个方法的话，就照实现就是了，返回和形参不限制类型，比如：在创建了类的实例后，动态地给该实例加上一个函数属性。这就是动态类型的优势。
这种风格被称为“鸭子类型”：

在这种风格中，一个对象有效的语义，不是由继承自特定的类或实现特定的接口，而是由"当前方法和属性的集合"决定。
在我想成为鸭子的时候，不是我必须真的是个鸭子，而是我的行为表现的像是个鸭子，那我就是个鸭子

相关概念 - “鸭子测试”：

“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。”
“换言之，不要检查它是不是一个鸭子：检查它像不像一个鸭子地叫，等等。取决于你需要哪个像鸭子的行为的子集来使用语言。”

Python 为什么没有重载？

函数重载主要是为了解决两个问题：
1. 可变参数类型。
2. 可变参数个数。

另外，一个基本的设计原则是，仅仅当两个函数除了参数类型和参数个数不同以外，其功能是完全相同的，此时才使用函数重载，如果两个函数的功能其实不同，那么不应当使用重载，而应当使用一个名字不同的函数。
对于情况 1，函数功能相同，但是参数类型不同，Python 如何处理？答案是根本不需要处理，因为 python 可以接受任何类型的参数，如果函数的功能相同，那么不同的参数类型在 Python 中很可能是相同的代码，没有必要做成两个不同函数。
对于情况 2 ，函数功能相同，但参数个数不同，Python 如何处理？大家知道，答案就是缺省参数。对那些缺少的参数设定为缺省参数即可解决问题。因为你假设函数功能相同，那么那些缺少的参数终归是需要用的。
好了，鉴于情况 1 跟情况 2 都有了解决方案，Python 自然就不需要函数重载了。