面试题：Python类继承与多态 - 基础应用

Question

请定义一个基类`Animal`，具有`speak`方法，然后定义两个子类`Dog`和`Cat`继承自`Animal`，并重写`speak`方法分别输出'Woof'和'Meow'。最后创建`Dog`和`Cat`的实例，并调用`speak`方法。请说明这其中是如何体现继承与多态的。

Answer 1

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        print('Woof')

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        print('Meow')

dog = Dog()
cat = Cat()

dog.speak()
cat.speak()

继承的体现

1. Dog类：Dog类继承自Animal类，这意味着Dog类拥有Animal类的所有属性和方法（在本例子中是speak方法，虽然Animal类的speak方法是一个占位方法）。Dog类通过class Dog(Animal)语句明确声明继承关系，这样Dog类就成为了Animal类的子类。
2. Cat类：同理，Cat类也继承自Animal类，通过class Cat(Animal)语句，Cat类也获得了Animal类的相关属性和方法。

多态的体现

1. 方法重写：Dog和Cat类都重写了从Animal类继承来的speak方法，各自实现了不同的行为，Dog类的speak方法输出'Woof'，Cat类的speak方法输出'Meow'。
2. 动态绑定：当创建Dog和Cat的实例dog和cat，并调用它们的speak方法时，Python会根据对象的实际类型（运行时类型）来决定调用哪个speak方法。虽然dog和cat都可以看作是Animal类型（因为它们继承自Animal），但在运行时，dog.speak()会调用Dog类中重写的speak方法，cat.speak()会调用Cat类中重写的speak方法。这就是多态的体现，同样的方法调用（speak方法），根据对象的不同类型，产生不同的行为。