Python繼承與多態

Python作為一門高級編程語言，是很受開發人員喜愛的。在Python中，繼承和多態是兩個十分重要的概念。繼承讓我們能夠使用已經存在的類來定義新的類，而多態則讓程序能夠根據實際情況來選擇不同的方法實現。在本文中，我們將從多個方面來詳細介紹Python中的繼承和多態。

一、繼承

Python支持繼承，即一個派生類可以繼承基類的方法和屬性。這意味著我們可以使用已經存在的類來定義新的類。Python中的繼承語法使用關鍵字 class 和 super 來實現。我們來看一個例子：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def show_info(self):
        print(f'My name is {self.name}, and I am {self.age} years old.')

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, id_num):
        super().__init__(name, age)
        self.id_num = id_num
    
    def show_info(self):
        super().show_info()
        print(f'My student ID is {self.id_num}.')

在這個例子中，Person 是我們的基類，而 Student 是我們從 Person 派生出來的子類。我們可以通過繼承，獲得 Person 中的方法和屬性，這樣就不用再重複編寫代碼了。在 Student 中，我們也可以使用和重寫 Person 中的方法。這樣，我們就可以很方便地擴展已有的類了。

以上是Python中繼承的簡單示例。下面，讓我們來看看更多有趣的用例。

二、多重繼承

Python還支持多重繼承，即一個派生類可以有多個基類。Python的多重繼承語法使用逗號來分隔多個基類，如下所示：

class A:
    def foo(self):
        print('A')

class B:
    def foo(self):
        print('B')
        
class C(A, B):
    def bar(self):
        self.foo()

c = C()
c.bar()

在這個例子中，C 是由 A 和 B 派生出來的子類。注意到 A 和 B 都定義了名為 foo 的方法。當我們調用 C 中的 bar 方法時，會自動選擇 C 自身的 foo 方法，即使它在多個基類中都存在。這就是Python中的方法衝突解決機制，叫做方法解析順序 (MRO)。

三、抽象類與介面

抽象類和介面是面向對象編程中的兩個概念。Python中可以通過抽象基類（ABC）來定義抽象類和介面。抽象類是指不能被實例化的類，而介面是指只包含抽象方法的類。我們來看一個例子：

from abc import ABC, abstractmethod

class Drawable(ABC):
    @abstractmethod
    def draw(self):
        pass

class Rectangle(Drawable):
    def draw(self):
        print('Drawing a rectangle...')

class Circle(Drawable):
    def draw(self):
        print('Drawing a circle...')

shapes = [Rectangle(), Circle()]
for shape in shapes:
    shape.draw()

在這個例子中，我們先定義了一個名為 Drawable 的抽象基類，它定義了一個名為 draw 的抽象方法。然後，我們從 Drawable 派生出了兩個具體的類 Rectangle 和 Circle。這兩個類都重寫了 Drawable 中的 draw 方法，分別畫了一個矩形和一個圓形。最後，我們定義了一個名為 shapes 的列表，裡面包含了兩個形狀，然後遍歷這個列表，調用每個形狀的 draw 方法。

通過抽象基類，我們可以定義規範，然後其他類可以依照這個規範來實現。這就是介面的作用。在Python中，由於沒有介面的概念，我們可以通過繼承抽象基類來實現。

四、總結

通過以上例子，我們可以看到Python中繼承和多態的魅力。繼承讓我們能夠使用已經存在的類來定義新的類，從而實現代碼重用；多態讓程序能夠根據實際情況來選擇不同的方法實現，從而提高了代碼的靈活性。抽象類和介面則可以讓我們定義規範，方便其他類依照這個規範來實現。在實際開發中，我們需要根據具體情況來選擇使用這些特性。希望本文能夠對你理解Python的繼承和多態有所幫助。