Python 九阳神功之贰：面向对象（下）

第 2 篇 · 功法：面向对象（下）· 继承衣钵，多态江湖

师门传承是为继承，一招百式是为多态。
下篇传授「继承」与「多态」的武林绝学，让你站在巨人的肩膀上，一招鲜吃遍天。

1. 继承

1.1 什么是继承

子类自动继承父类所有的属性和方法。

继承链示例

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Animal（动物基类）
  ├── IsLandAnimal（陆地生物）
  │   └── CatAnimal（猫科动物）
  │       ├── Tiger（老虎）
  │       └── Cat（猫）
  ├── OceanAnimal（海洋生物）
  └── AirAnimal（空中生物）

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# 基类
class Animal:
    def __init__(self, name="基础动物类"):
        self.name = name

# 单继承
class IsLandAnimal(Animal):
    pass

# 多级继承
class CatAnimal(IsLandAnimal):
    pass

class Tiger(CatAnimal):
    pass

print(Tiger().name)   # 输出: 基础动物类

1.2 方法重写

子类定义和父类同名的方法，即覆盖父类方法。

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class Animal:
    def call(self):
        print("动物在叫")

class Cat(Animal):
    def call(self):          # 重写父类方法
        print("喵喵喵")

c = Cat()
c.call()   # 喵喵喵（优先找子类，找不到再找父类）

1.3 方法执行顺序

子类 → 父类 → 父类的父类 → ... → object → 报错

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class Cat(Animal):
    def call(self):
        print("喵喵喵")

c = Cat()
c.call()      # 子类有 → 执行子类
c.sleep()     # 子类没有 → 找父类
c.test()      # 父类也没有 → 找 object → 还没有 → 报错

1.4 子类调用父类方法（三种方式）

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class Car:
    def run(self):
        print("汽车在跑")

class HyBirdCar(Car):
    def run(self):
        # 方式1：super().方法名()
        super().run()

        # 方式2：super(当前类名, self).方法名()
        super(HyBirdCar, self).run()

        # 方式3：父类名.方法名(self)
        Car.run(self)

1.5 子类构造调用父类构造

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class Car:
    def __init__(self, car_name, car_color):
        self.car_name = car_name
        self.car_color = car_color

class HyBirdCar(Car):
    def __init__(self, car_name, car_color, car_type):
        # 公共属性走父类构造
        super().__init__(car_name, car_color)
        # 扩展属性自己写
        self.car_type = car_type

2. 多继承

2.1 基本语法

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class Child(Father, Monther):   # 多继承
    pass

2.2 方法冲突

如果多个父类有同名方法 ，按继承顺序（从左到右）优先调用第一个匹配的。

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class Father:
    def work(self):
        print("爸爸工作")

class Monther:
    def work(self):
        print("妈妈工作")

class Child(Father, Monther):
    def work(self):
        Monther.work(self)   # 可以指定调用哪个父类的方法

c = Child()
c.work()   # 如果子类没有 work，会调用 Father.work()

2.3 MRO（方法解析顺序）

使用 类名.__mro__ 或 类名.mro() 查看执行顺序。

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class A: pass
class B(A): pass
class C(A): pass
class D(B, C): pass

print(D.__mro__)   # (<class 'D'>, <class 'B'>, <class 'C'>, <class 'A'>, <class 'object'>)
print(D.mro())     # 同上

super() 严格遵循 MRO 顺序去查找方法。

3. 多态

3.1 什么是多态

同一个方法名，传入不同的对象，表现出不同的行为。

3.2 多态的条件

有继承
有方法重写
父类引用指向子类对象

3.3 多态示例

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class PayBase:
    def pay(self):
        print("基础支付")

class WeChat(PayBase):
    def pay(self):
        print("微信支付")

class AliPay(PayBase):
    def pay(self):
        print("支付宝支付")

def pay_way(obj):
    if isinstance(obj, PayBase):   # 类型检查
        obj.pay()

pay_way(WeChat())   # 微信支付
pay_way(AliPay())   # 支付宝支付

4. 类属性、类方法、静态方法

4.1 类属性

类和所有实例共享的属性，适合做统计汇总。

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class Tool:
    tool_count = 0   # 类属性

    def __init__(self, tool_name):
        self.tool_name = tool_name
        Tool.tool_count += 1   # 每创建一个实例，计数+1

t1 = Tool("斧子")
t2 = Tool("锤子")
print(Tool.tool_count)   # 输出: 2（推荐用类名调用）
print(t1.tool_count)     # 输出: 2（实例也可以调用）

调用方式	说明
`Tool.tool_count`	✅ 推荐
`t1.tool_count`	⚠️ 可以，但不推荐（容易和实例属性混淆）

4.2 类方法

使用 @classmethod 装饰，第一个参数是 cls（类本身），可访问类属性。

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class Tool:
    tool_count = 0

    @classmethod
    def show_tool_count(cls):
        print(f"当前创建了 {cls.tool_count} 个工具")

Tool.show_tool_count()   # 调用类方法

4.3 静态方法

使用 @staticmethod 装饰，不需要 self 或 cls 参数，相当于普通函数，但属于类的命名空间。

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class Tool:
    @staticmethod
    def show_help_info():
        print("这是工具类的帮助信息")

Tool.show_help_info()   # 调用静态方法

5. 游戏小案例（综合实战）

需求：设计一个 Game 类

类型	名称	说明
类属性	`top_score`	记录历史总积分
实例属性	`player_name`	记录当前玩家姓名
静态方法	`show_help()`	显示游戏帮助信息
类方法	`show_all_score()`	显示历史总积分
实例方法	`start_game()`	开始当前玩家的游戏

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import random

class Game:
    top_score = 0   # 类属性

    def __init__(self, player_name):
        self.player_name = player_name

    @staticmethod
    def show_help():
        print("游戏帮助信息")

    @classmethod
    def show_all_score(cls):
        print(f"历史总积分：{cls.top_score}")

    def start_game(self):
        print(f"{self.player_name} 开始玩游戏")
        score = random.randint(100, 200)
        Game.top_score += score
        print(f"本轮得分：{score}")

g1 = Game("张三")
g1.start_game()
g2 = Game("李四")
g2.start_game()
Game.show_all_score()   # 累加了两轮得分

6. 快速记忆表（下篇）

概念	关键词	说明
继承	`class 子类(父类)`	复用父类属性和方法
重写	同名方法	覆盖父类方法
`super()`	调用父类方法	避免硬编码父类名
MRO	`__mro__`	方法解析顺序
多继承	`class A(B, C)`	继承多个父类
多态	同一个方法不同行为	继承 + 重写
类属性	类名.属性	所有实例共享
类方法	`@classmethod`	操作类属性
静态方法	`@staticmethod`	普通函数，归类管理