Python Language
Wielopostaciowość

Podstawowy polimorfizm

Polimorfizm to zdolność wykonywania akcji na obiekcie niezależnie od jego typu. Zasadniczo jest to realizowane przez utworzenie klasy podstawowej i posiadanie dwóch lub więcej podklas, które wszystkie implementują metody o tej samej sygnaturze. Każda inna funkcja lub metoda, która manipuluje tymi obiektami, może wywoływać te same metody niezależnie od typu obiektu, na którym działa, bez konieczności wcześniejszego sprawdzania typu. W terminologii zorientowanej obiektowo, gdy klasa X rozszerza klasę Y, wówczas Y nazywa się superklasą lub klasą bazową, a X nazywa się podklasą lub klasą pochodną.

class Shape:
    """
    This is a parent class that is intended to be inherited by other classes
    """

    def calculate_area(self):
        """
        This method is intended to be overridden in subclasses.
        If a subclass doesn't implement it but it is called, NotImplemented will be raised.

        """
        raise NotImplemented

class Square(Shape):
    """
    This is a subclass of the Shape class, and represents a square
    """
    side_length = 2     # in this example, the sides are 2 units long

    def calculate_area(self):
        """
        This method overrides Shape.calculate_area(). When an object of type
        Square has its calculate_area() method called, this is the method that
        will be called, rather than the parent class' version.

        It performs the calculation necessary for this shape, a square, and
        returns the result.
        """
        return self.side_length * 2

class Triangle(Shape):
    """
    This is also a subclass of the Shape class, and it represents a triangle
    """
    base_length = 4
    height = 3

    def calculate_area(self):
        """
        This method also overrides Shape.calculate_area() and performs the area
        calculation for a triangle, returning the result.
        """

        return 0.5 * self.base_length * self.height

def get_area(input_obj):
    """
    This function accepts an input object, and will call that object's
    calculate_area() method. Note that the object type is not specified. It
    could be a Square, Triangle, or Shape object.
    """

    print(input_obj.calculate_area())

# Create one object of each class
shape_obj = Shape()
square_obj = Square()
triangle_obj = Triangle()

# Now pass each object, one at a time, to the get_area() function and see the
# result.
get_area(shape_obj)
get_area(square_obj)
get_area(triangle_obj)

Powinniśmy zobaczyć ten wynik:

Żaden
4
6.0

Co dzieje się bez polimorfizmu?
Bez polimorfizmu może być wymagana kontrola typu przed wykonaniem akcji na obiekcie w celu ustalenia właściwej metody wywołania. Poniższy przykład licznika wykonuje to samo zadanie, co poprzedni kod, ale bez użycia polimorfizmu funkcja get_area() musi wykonać więcej pracy.

class Square:

    side_length = 2

    def calculate_square_area(self):
        return self.side_length ** 2

class Triangle:

    base_length = 4
    height = 3

    def calculate_triangle_area(self):
        return (0.5 * self.base_length) * self.height

def get_area(input_obj):

    # Notice the type checks that are now necessary here. These type checks
    # could get very complicated for a more complex example, resulting in
    # duplicate and difficult to maintain code.

    if type(input_obj).__name__ == "Square":
        area = input_obj.calculate_square_area()

    elif type(input_obj).__name__ == "Triangle":
        area = input_obj.calculate_triangle_area()

    print(area)

# Create one object of each class
square_obj = Square()
triangle_obj = Triangle()

# Now pass each object, one at a time, to the get_area() function and see the
# result.
get_area(square_obj)
get_area(triangle_obj)

Powinniśmy zobaczyć ten wynik:

4
6.0

Ważna uwaga
Zauważ, że klasy użyte w przykładzie licznika są klasami „nowego stylu” i domyślnie dziedziczą po klasie obiektu, jeśli używany jest Python 3. Polimorfizm będzie działał zarówno w Pythonie 2.x, jak i 3.x, ale kod kontrprzykładowy polimorfizmu zgłosi wyjątek, jeśli zostanie uruchomiony w interpreterze Python 2.x, ponieważ typ (input_obj). nazwa zwróci „instancję” zamiast nazwy klasy, jeśli nie dziedziczą wprost z obiektu, w wyniku czego obszar nigdy nie zostanie przypisany.

Pisanie kaczek

Polimorfizm bez dziedziczenia w postaci wpisywania kaczych dostępnych w Pythonie ze względu na jego dynamiczny system pisania. Oznacza to, że dopóki klasy zawierają te same metody, interpreter języka Python nie rozróżnia ich, ponieważ jedyne sprawdzanie wywołań odbywa się w czasie wykonywania.

class Duck:
    def quack(self):
        print("Quaaaaaack!")
    def feathers(self):
        print("The duck has white and gray feathers.")

class Person:
    def quack(self):
        print("The person imitates a duck.")
    def feathers(self):
        print("The person takes a feather from the ground and shows it.")
    def name(self):
        print("John Smith")

def in_the_forest(obj):
    obj.quack()
    obj.feathers()

donald = Duck()
john = Person()
in_the_forest(donald)
in_the_forest(john)

Dane wyjściowe to:

Quaaaaaack!
Kaczka ma białe i szare pióra.
Osoba naśladuje kaczkę.
Osoba bierze piórko z ziemi i pokazuje je.