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1. 多态与鸭子类型

什么是鸭子类型？

“鸭子类型”（Duck typing）是一种编程概念，它更注重对象的行为，而不是对象所属的类型。这个词源自James Whitcomb Riley的名言：“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。”

在Python中，"鸭子类型"指的是对对象的处理方式：如果一个对象实现了某个方法或者特性，那么就可以认为它就是那个类型。也就是说，一个对象的类型并不取决于它继承自什么类，或者实现了什么接口，而是取决于它有什么行为（或者说，具备哪些能力）。

例如，你可能需要一个可迭代对象。在Python中，任何定义了 __iter__ 或 __getitem__ 方法的对象都可以被视为可迭代的。这意味着，你并不关心对象是否是列表、元组或者其他什么类型，只要它表现得像可迭代对象就行。

多态 vs 鸭子类型

多态和鸭子类型都是面向对象编程的概念，它们允许在一定程度上将不同类型的对象以相同的方式处理。

多态

多态 是指从相同的接口实现不同的行为。在使用多态时，通常会定义一个父类（或接口），并且会有多个子类继承这个父类，并重写父类的方法。这样，当你对父类对象调用这些方法时，实际上执行的是子类中重写的版本。

例如：

class Bird:
    def fly(self):
        raise NotImplementedError("Subclass must implement abstract method")


class Sparrow(Bird):
    def fly(self):
        return "Sparrow flying"


class Penguin(Bird):
    def fly(self):
        return "Penguin can't fly"


birds = [Sparrow(), Penguin()]

for bird in birds:
    print(bird.fly())

运行结果：

在以上代码中，Bird 类有一个 fly 方法，但它需要在子类 Sparrow 和 Penguin 中被重写。当我们遍历鸟类列表并调用 fly 方法时，Python会自动找到并调用每种鸟类的 fly 方法。这就是多态的体现。

鸭子类型

鸭子类型 则是另一种处理多类型问题的方式。在Python中，如果一个对象像鸭子一样走路、像鸭子一样叫，那么我们就可以把它当作鸭子。换句话说，我们不关心对象的实际类型，只关心它是否有我们需要的方法或属性。

例如：

class Duck:
    def quack(self):
        return "Duck quacks"

class Dog:
    def quack(self):
        return "Dog pretends to quack"

def make_it_quack(animal):
    print(animal.quack())

duck = Duck()
dog = Dog()

make_it_quack(duck)  # Outputs: Duck quacks
make_it_quack(dog)   # Outputs: Dog pretends to quack

在这个例子中，make_it_quack 函数接受一个动物对象作为参数，并调用它的 quack 方法。这个函数并不关心传入的对象是什么类型，只要它有一个 quack 方法就行。这就是鸭子类型的体现。

可迭代对象和鸭子类型（鸭子类型实现自定义可迭代对象：通过实现 __iter__ 或者 __getitem__ 方法）

在Python中，可迭代对象是指任何可以返回一个迭代器的对象。换句话说，任何包含__iter__()方法或者__getitem__()方法（只要传入递增的整数能够访问到元素）的对象都被视为可迭代对象。常见的如列表、元组、字符串、字典和文件等。

例如，我们可以通过for循环遍历一个列表：

my_list = [1, 2, 3]
for i in my_list:
    print(i)

在上面的例子中，列表 my_list 就是一个可迭代对象，我们可以使用for循环来遍历它。

这里的"可迭代对象"概念就涉及到了鸭子类型。在Python中，你并不需要知道一个对象具体是什么类型，只需要知道它能做什么。如果它表现得像一个可迭代对象（也就是说，它有 __iter__ 或者 __getitem__ 方法），那么你就可以把它当作可迭代对象使用。

这就意味着，你可以定义自己的类型，只要它实现了 __iter__ 或者 __getitem__ 方法，它就能被当作可迭代对象。例如：

class MyIterable:
    def __init__(self, data):
        self.data = data

    def __iter__(self):
        return iter(self.data)


my_iterable = MyIterable([1, 2, 3])
for i in my_iterable:
    print(i)

在这个例子中，我们定义了一个新的类型 MyIterable，它接受一个列表，并通过 __iter__ 方法返回这个列表的迭代器。尽管 MyIterable 不是内置的列表、元组或字符串等类型，但只要它实现了 __iter__ 方法，就可以被当作可迭代对象使用。这就是鸭子类型的体现：看起来像鸭子，走起路来像鸭子，那么它就是鸭子。