Python：封装、继承与多态的奇幻之旅

在Python的世界里，封装、继承和多态是三大魔法，它们让代码变得灵活而富有生命力。今天，就让我们一起踏上这场奇幻之旅，探索这三大魔法的奥秘与魅力。
在Python中，封装、继承和多态是面向对象编程（OOP）的三个核心概念，以下是对每个概念的应用举例：

封装

封装是指将数据（属性）和操作数据的方法绑定在一起，并控制对这些成员的访问权限。Python中虽然没有像Java等语言那样的private关键字，但可以通过命名约定实现类似效果。通常，以两个下划线__开头的属性会被“名称重整”，从而达到一定程度上的私有性。

封装的例子：

class Car:
    def __init__(self, make, model, year):
        self.__make = make  # 私有属性
        self.__model = model
        self.__year = year

    def get_make(self):  # 公开方法获取私有属性
        return self.__make

    def set_make(self, new_make):  # 公开方法设置私有属性
        if isinstance(new_make, str):
            self.__make = new_make
        else:
            print("Make must be a string.")

my_car = Car("Toyota", "Camry", 2020)
print(my_car.get_make())  # 正确地通过公开方法获取私有属性
# my_car.__make = "Ford"  # 直接访问私有属性将不会被推荐或在某些情况下可能不起作用

在这个例子中，我们创建了一个名为Car的类，其中包含私有属性__make、__model和__year，并通过get_make和set_make方法来读取和修改私有属性，实现了数据的封装。

继承

继承允许一个类（子类）从另一个类（父类）那里获得其属性和方法，这样可以减少代码重复并促进代码的复用。

继承的例子：

class Vehicle:  # 父类
    def __init__(self, brand, max_speed):
        self.brand = brand
        self.max_speed = max_speed

    def drive(self):
        print(f"The {self.brand} is driving.")

class Car(Vehicle):  # 子类继承自Vehicle
    def __init__(self, brand, max_speed, num_doors):
        super().__init__(brand, max_speed)  # 调用父类的初始化方法
        self.num_doors = num_doors

    def honk(self):
        print("The car horn sounds!")

toyota = Car("Toyota", 200, 4)
toyota.drive()  # 继承自Vehicle类的drive方法
toyota.honk()  # Car类特有的honk方法

这里定义了Vehicle父类和Car子类，子类Car继承了父类Vehicle的所有属性和方法，并且添加了属于自己的属性num_doors和方法honk。这体现了继承的概念，使得子类能够扩展父类的功能。

多态

多态指的是不同类的对象能够响应同一消息的能力，即相同的接口可以有不同的实现方式。在Python中，多态主要是通过方法重写（Override）和鸭子类型（Duck Typing）体现出来的。

多态的例子：

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "Meow!"

def animal_says(animal_instance):
    return animal_instance.speak()

dog = Dog()
cat = Cat()

print(animal_says(dog))  # 输出 "Woof!"
print(animal_says(cat))  # 输出 "Meow!"

# 即使animal_says函数并不知道传入的是Dog还是Cat对象，
# 它仍然可以根据对象类型调用正确的speak方法，这就是多态。

在这个多态的例子中，我们定义了一个基类Animal以及两个子类Dog和Cat，它们都重写了Animal中的抽象方法speak。然后我们定义了一个通用函数animal_says，它接受一个Animal类型的实例作为参数。当我们传递不同的实例（Dog或Cat）给animal_says函数时，它能根据传入对象的具体类型调用对应的方法，这就是多态的表现。