什么是多态，Python多态及用法详解

在面向对象程序设计中，除了封装和继承特性外，多态也是一个非常重要的特性，本节就带领大家详细了解什么是多态。

我们都知道，Python 是弱类型语言，即在使用变量时，无需为其指定具体的数据类型，这就可能出现，同一个变量会赋值不同的类对象，例如：

class Bird:
    def move(self, field):
        print('鸟在%s' % field)
class Dog:
    def move(self, field):
        print('狗在%s' % field)
a = Bird()
a.move("飞")
a = Dog()
a.move("跑")

运行结果为：

鸟在飞
狗在跑

可以看到，a 可以被先后赋值为 Bird 类和 Dog 类的对象。而在此基础上，发生多态还要满足以下 2 个前提条件：

1. 继承：多态一定是发生在子类和父类之间；
2. 重写：子类重写了父类的方法。

因此，下面程序是对前面代码的改写：

class Animal:
    def move(self,field):
        print("动物在%s" % field)
class Bird(Animal):
    def move(self, field):
        print('鸟在%s' % field)
class Dog(Animal):
    def move(self, field):
        print('狗在%s' % field)
a = Animal()
a.move("叫")
a = Bird()
a.move("飞")
a = Dog()
a.move("跑")

运行结果为：
动物在叫
鸟在飞
狗在跑

此程序中，Bird 和 Dog 类都继承自 Animal 类，且都各自重写了父类的 move() 方法。从运行结果可以看出，同一个变量 a 在执行同一个 move() 方法时，由于 x 指向的对象不同，因此实际调用的并不是同一个 move() 方法，这就是多态。

换句话说，对于同一个变量，我们只需要知道赋值的是 Animal 类对象，而无需知道它具体是哪个子类对象，就可以放心地使用该变量调用 move() 方法。而具体 move() 方法作用在哪个类对象上，则完全是由运行时此变量的确切类型决定，这就是多态的功能。

看到这里，可能有读者感到失望，这个多态有什么用啊？不就是创建对象、调用方法吗？看不出多态有什么优势啊？

其实，Python 在多态的基础上，衍生出了一种更灵活的编程机制。假如我们要定义一个 Canvas（画布）类，这个画布类定义一个 draw_pic() 方法，该方法负责绘制各种图形。该 Canvas类的代码如下：

class Canvas:
    def draw_pic(self, shape):
        print('--开始绘图--')
        shape.draw(self)

此程序中，Canvas 类的 draw_pic() 方法需要传入一个 shape 参数，该方法的功能就是调用 shape 参数的 draw() 方法将自己（shape 自身）绘制到画布上。

从上面程序来看，Canvas 的 draw_pic() 传入的参数对象只要包含 draw() 方法就行，而至于这个参数对象所属类的其他性质（例如继承自哪个类），Python 是不关心的，这就为编程增加了很大的灵活性。

例如，下面程序定义了三个图形类，并为它们都提供了 draw() 方法，这样它们就能以不同的行为绘制在画布上，这就是多态的实际应用。看如下示例程序：

class Canvas:
    def draw_pic(self, shape):
        print('--开始绘图--')
        shape.draw(self)

class Rectangle:
    def draw(self, canvas):
        print('在%s上绘制矩形' % canvas)
class Triangle:
    def draw(self, canvas):
        print('在%s上绘制三角形' % canvas)
class Circle:
    def draw(self, canvas):
        print('在%s上绘制圆形' % canvas)
c = Canvas()
# 传入Rectangle参数，绘制矩形
c.draw_pic(Rectangle())
# 传入Triangle参数，绘制三角形
c.draw_pic(Triangle())
# 传入Circle参数，绘制圆形
c.draw_pic(Circle())

运行上面代码， 可以看到如下输出结果：

--开始绘图--
在<__main__.Canvas object at 0x0000021CA36364A8>上绘制矩形
--开始绘图--
在<__main__.Canvas object at 0x0000021CA36364A8>上绘制三角形
--开始绘图--
在<__main__.Canvas object at 0x0000021CA36364A8>上绘制圆形

可以看到，在此程序中，当涉及 Canvas 类的 draw_pic() 方法时，为该方法传入的参数对象只要包含 draw() 方法就行，至于传入的对象类型是子类还是其它类，Python 毫不关心。

在其它教程中，Python 这种由多态衍生出的更灵活的编程机制，又称为“鸭子模型”或“鸭子类型”。