|
Переопределение и перегрузка методов, абстрактные методыПродолжаем тему наследования классов в Python и поговорим о возможности переопределения публичных методов в дочерних классах. Давайте вернемся к нашему примеру из предыдущего занятия: class Point: def __init__(self, x = 0, y = 0): self.__x = x self.__y = y def __str__(self): return f"({self.__x}, {self.__y})" class Prop: def __init__(self, sp:Point, ep:Point, color:str = "red", width:int = 1): self._sp = sp self._ep = ep self._color = color self._width = width class Line(Prop): def drawLine(self): print(f"Рисование линии: {self._sp}, {self._ep}, {self._color}, {self._width}") Для изменения координат графических примитивов добавим в класс Prop метод: def setCoords(self, sp:Point, ep:Point): if sp.isDigit() and ep.isDigit(): self._sp = sp self._ep = ep else: print("Координаты должны быть числами") Который вначале проверяет: являются ли переданные значения числами или нет. Соответственно, в классе Point мы определим метод: def isDigit(self): if (isinstance(self.__x, int) or isinstance(self.__x, float)) and \ (isinstance(self.__y, int) or isinstance(self.__y, float)): return True return False Теперь, мы можем создать экземпляр класса Line и менять его координаты: l = Line( Point(1,2), Point(10,20) ) l.drawLine() l.setCoords( Point(10.1,10), Point(30,30) ) l.drawLine() Далее, нам приходит указание свыше устанавливать координаты для объекта Line только целочисленные. А все остальные примитивы могут принимать как целочисленные, так и вещественные координаты. Как нам это реализовать? Очевидно, нужно переопределить метод setCoords в дочернем классе Line. Сделаем это, запишем его в виде: def setCoords(self, sp:Point, ep:Point): if sp.isInt() and ep.isInt(): self._sp = sp self._ep = ep else: print("Координаты должны быть целочисленными") А в класс Point добавим метод: def isInt(self): if isinstance(self.__x, int) and isinstance(self.__y, int): return True return False Теперь, при запуске программы, мы увидим сообщение, что координаты не целочисленные. То есть, это сработал переопределенный метод класса Line. А что же метод базового класса? Существует ли он? Да, и в данном случае, чтобы не дублировать вот этот код, мы можем его вызвать напрямую из этого класса: Prop.setCoords(self, sp, ep) В результате, у нас получается такая картина использования методов:
То есть, метод сначала ищется в дочернем классе и если не находится, то поиск продолжается в базовых. И, так как мы создали аналогичный в дочернем, то он и был взят, но при необходимости, мы всегда можем обратиться и к методу базового класса. Здесь всегда следует помнить, что методы в Python ведут себя как статические и обращаясь к ним из экземпляров, мы берем их непосредственно из классов. И только благодаря параметру self можем «понимать» с каким экземпляром класса работаем. Но так переопределять можно только публичные методы, с частными (private) это не работает: они просто будут определяться независимо в своих классах. Я думаю это вполне очевидно и понятно. Далее, в Python методы можно перегружать, то есть, выполнять разный функционал в зависимости от переданных данных. Например, можно перегрузить метод setCoords так, что при передаче только одного аргумента данные будут записываться в свойство _sp, а при двух он бы работал так как и сейчас. В Python это делается следующим образом. Второй аргумент устанавливается по умолчанию в None: def setCoords(self, sp:Point, ep:Point = None): if ep is None: if sp.isInt(): self._sp = sp else: print("Координата должна быть целочисленной") else: if sp.isInt() and ep.isInt(): Prop.setCoords(self, sp, ep) else: print("Координаты должны быть целочисленными") И, теперь можно вызывать этот метод с одним или двумя аргументами: l.setCoords( Point(10,10), Point(30,30) ) l.drawLine() l.setCoords( Point(-10,-10) ) l.drawLine() Метод setCoords в данном случае можно улучшить и реализовать через два вспомогательных метода: def __setOneCoord(self, sp): if sp.isInt(): self._sp = sp else: print("Координата должна быть целочисленной") def __setTwoCoords(self, sp, ep): if sp.isInt() and ep.isInt(): Prop.setCoords(self, sp, ep) else: print("Координаты должны быть целочисленными") def setCoords(self, sp:Point, ep:Point = None): if ep is None: self.__setOneCoord(sp) else: self.__setTwoCoords(sp, ep) Так программа выглядит более читабельной. Одним из преимуществ языка Python является возможность перебирать коллекции разнородных объектов и вызывать у них какой-нибудь единый метод. Например, если мы создаем графический редактор и пользователь нарисовал множество линий, прямоугольников, эллипсов и т.п., то мы можем их все сохранить в упорядоченной коллекции и отрисовывать, вызывая единый метод Draw, который в них реализуем.
Например, так: class Line(Prop): def draw(self): print(f"Рисование линии: {self._sp}, {self._ep}, {self._color}, {self._width}") class Rect(Prop): def draw(self): print(f"Рисование прямоугольника: {self._sp}, {self._ep}, {self._color}, {self._width}") class Ellipse(Prop): def draw(self): print(f"Рисование эллипса: {self._sp}, {self._ep}, {self._color}, {self._width}") figs = [] figs.append( Line(Point(0,0), Point(10,10)) ) figs.append( Line(Point(10,10), Point(20,10)) ) figs.append( Rect(Point(50,50), Point(100,100)) ) figs.append( Ellipse(Point(-10,-10), Point(10,10)) ) for f in figs: f.draw() В других языках программирования, таких как С++ или Java это реализуется через виртуальные методы. Здесь же весь этот механизм скрыт от нас и представляется естественным образом. Дополнительно здесь можно поставить «защиту» на случай, если метод draw не будет определен в дочернем классе. Для этого в базовом можно прописать такой же метод, но генерирующий специальное исключение: def draw(self): raise NotImplementedError("В дочернем классе должен быть определен метод draw()") Теперь, если убрать в каком-либо дочернем классе метод draw, то он будет вызван из базового класса и возникнет это исключение. Такие методы в Python иногда называют абстрактными, т.к. для корректной работы они требуют своего обязательного переопределения в дочерних классах. Хотя, на мой взгляд, это не совсем точное название, здесь лишь имитация абстракции в реализации метода. Задания для самоподготовки1. Создайте базовый класс «Стол» и дочерние: «Прямоугольные столы» и «Круглые столы». Через инициализатор базового класса передавайте размер поверхности стола: для прямоугольного – ширина и длина, для круглого – радиус. В дочерних классах реализуйте метод вычисления площади поверхности стола. 2. Создайте класс Animal (животное) и разные производные от него подклассы: Fox, Bird, Cat, Dog и т.п. Реализуйте у них общий метод say(), который бы возвращал звук, издаваемый этим животным. Создайте кортеж из нескольких этих экземпляров классов, переберите их в цикле и выведите в консоль их звуки (вызовите метод say()).
Видео по теме |
