Python基础入门掌握（十五）
类中的多态概念
多态（Polymorphism）是面向对象编程中的一个核心概念，它允许对象以多种形式出现，从而使得代码更加灵活和可扩展。多态性使得同一个接口可以用于不同的数据类型，可以在不修改现有代码的情况下，通过添加新的类来扩展程序的功能。
多态主要分为两种类型：
编译时多态（静态多态）：包括函数重载和运算符重载。
运行时多态（动态多态）：通过方法重写实现。
目录
运行时多态：方法重写
编译时多态：方法重载
多态的应用场景
总结与建议
运行时多态：方法重写
示例1：动物发出声音
运行时多态通过方法重写实现，子类重写父类的方法。
class Animal:
def speak(self):
return"动物发出声音"
class Dog(Animal):
def speak(self):
return"汪汪叫"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return"喵喵叫"
dog = Dog()
cat = Cat()
print(dog.speak()) # 输出：汪汪叫
print(cat.speak()) # 输出：喵喵叫
适用场景：当不同子类需要实现不同的行为时，可以重写父类的方法。
示例2：图形绘制
运行时多态允许通过父类引用调用子类方法。
class Shape:
def draw(self):
pass
class Circle(Shape):
def draw(self):
return"绘制圆形"
class Rectangle(Shape):
def draw(self):
return"绘制矩形"
shapes = [Circle(), Rectangle()]
for shape in shapes:
print(shape.draw()) # 输出：绘制圆形，绘制矩形
适用场景：在图形绘制系统中，多态可以统一处理不同类型的图形。
示例3：支付方式
运行时多态可以用于实现不同的支付方式。
class Payment:
def pay(self, amount):
pass
class Alipay(Payment):
def pay(self, amount):
returnf"通过支付宝支付{amount}元"
class WechatPay(Payment):
def pay(self, amount):
returnf"通过微信支付{amount}元"
payment = Alipay()
print(payment.pay(100)) # 输出：通过支付宝支付100元
适用场景：在支付系统中，多态可以灵活切换不同的支付方式。
编译时多态：方法重载
示例4：方法重载
编译时多态通过方法重载实现，同一个方法名可以有不同的参数列表。
class Calculator:
def add(self, a, b):
return a + b
def add(self, a, b, c):
return a + b + c
calc = Calculator()
print(calc.add(1, 2)) # 错误：Python不支持传统的方法重载
注意：Python不支持传统的方法重载，但可以通过默认参数或可变参数实现类似功能。
示例5：可变参数
Python通过可变参数实现类似方法重载的效果。
class Calculator:
def add(self, *args):
return sum(args)
calc = Calculator()
print(calc.add(1, 2)) # 输出：3
print(calc.add(1, 2, 3)) # 输出：6
适用场景：当需要处理不同数量的参数时，可以使用可变参数。
多态的应用场景
示例6：数据库访问
运行时多态可以用于数据库访问层的设计。
class DatabaseAccessor:
def query(self, sql):
pass
class MySQLAccessor(DatabaseAccessor):
def query(self, sql):
returnf"在MySQL中执行：{sql}"
class OracleAccessor(DatabaseAccessor):
def query(self, sql):
returnf"在Oracle中执行：{sql}"
accessor = MySQLAccessor()
print(accessor.query("SELECT * FROM users")) # 输出：在MySQL中执行：SELECT * FROM users
适用场景：在数据库访问中，多态可以方便地切换不同的数据库实现。
示例7：文件操作
运行时多态可以用于文件操作。
class FileHandler:
def read(self, file):
pass
class TextFileHandler(FileHandler):
def read(self, file):
returnf"读取文本文件：{file}"
class ImageFileHandler(FileHandler):
def read(self, file):
returnf"读取图片文件：{file}"
handler = TextFileHandler()
print(handler.read("example.txt")) # 输出：读取文本文件：example.txt
适用场景：在文件操作中，多态可以处理不同类型的文件。
示例8：日志记录
运行时多态可以用于日志记录。
class Logger:
def log(self, message):
pass
class FileLogger(Logger):
def log(self, message):
returnf"将日志写入文件：{message}"
class ConsoleLogger(Logger):
def log(self, message):
returnf"在控制台打印日志：{message}"
logger = ConsoleLogger()
print(logger.log("这是一个日志消息")) # 输出：在控制台打印日志：这是一个日志消息
适用场景：在日志系统中，多态可以灵活切换不同的日志记录方式。
示例9：游戏角色
运行时多态可以用于游戏角色的行为。
class Character:
def attack(self):
pass
class Warrior(Character):
def attack(self):
return"战士使用剑攻击"
class Mage(Character):
def attack(self):
return"法师使用魔法攻击"
character = Warrior()
print(character.attack()) # 输出：战士使用剑攻击
适用场景：在游戏角色系统中，多态可以实现不同角色的行为。
示例10：消息推送
运行时多态可以用于消息推送。
class Notification:
def send(self, message):
pass
class EmailNotification(Notification):
def send(self, message):
returnf"通过邮件发送：{message}"
class SMSNotification(Notification):
def send(self, message):
returnf"通过短信发送：{message}"
notification = EmailNotification()
print(notification.send("欢迎使用我们的服务")) # 输出：通过邮件发送：欢迎使用我们的服务
适用场景：在消息推送系统中，多态可以灵活切换不同的推送方式。
Python中的异常机制
在Python中，异常机制是确保程序稳定运行的重要工具。通过合理使用异常处理，可以有效捕获和处理运行时错误，避免程序崩溃。本文将通过具体的代码示例，深入探讨Python异常机制的概念及其应用场景。
目录
异常处理的基本语法
捕获单个异常
捕获多个异常
捕获所有异常
使用
自定义异常
主动抛出异常
异常处理的最佳实践
总结与建议
异常处理的基本语法
在Python中，异常处理的基本结构是通过try-except语句实现的。try块中包含可能引发异常的代码，而except块用于捕获并处理异常。
try:
# 尝试执行的代码
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError as e:
# 捕获并处理异常
print(f"发生错误：{e}")
适用场景：当代码中可能存在运行时错误时，使用try-except可以避免程序崩溃。
捕获单个异常
可以针对特定类型的异常进行捕获和处理。
try:
result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零！")
适用场景：当已知可能出现特定异常时，可以针对性地处理。
捕获多个异常
一个try块可以有多个except块，用于捕获不同类型的异常。
try:
result = 10 / int(input("请输入一个数字："))
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零！")
except ValueError:
print("输入的不是数字！")
适用场景：当代码可能引发多种异常时，可以分别处理。
捕获所有异常
可以通过捕获Exception来处理所有类型的异常。
try:
result = 10 / 0
except Exception as e:
print(f"发生错误：{e}")
适用场景：当不确定可能引发哪些异常时，可以捕获所有异常。但这种方法不推荐，因为它可能会隐藏潜在问题。
使用else和finally
else块会在try块中没有发生异常时执行，而finally块无论是否发生异常都会执行。
try:
result = 10 / 2
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零！")
else:
print(f"结果是：{result}")
finally:
print("程序结束。")
适用场景：else用于处理正常情况，finally用于清理资源。
自定义异常
可以通过继承Exception类来定义自己的异常。
class MyCustomError(Exception):
"""自定义异常类"""
pass
try:
raise MyCustomError("这是一个自定义异常！")
except MyCustomError as e:
print(f"捕获到自定义异常：{e}")
适用场景：当需要处理特定的错误情况时，可以使用自定义异常。
主动抛出异常
使用raise关键字可以在代码中主动引发异常。
def divide(a, b):
if b == 0:
raise ValueError("除数不能为零！")
return a / b
try:
print(divide(10, 0))
except ValueError as e:
print(e)
适用场景：当需要在特定条件下中断程序时，可以主动抛出异常。
异常处理的最佳实践
尽量捕获具体的异常：避免使用过于宽泛的Exception，以免隐藏潜在问题。
合理使用else和finally：else用于处理正常情况，finally用于清理资源。
避免滥用异常处理：异常处理主要用于处理运行时错误，而不是逻辑控制。
总结与建议
Python的异常机制是确保程序稳定运行的重要工具。通过合理使用try-except语句，并结合最佳实践，可以有效捕获和处理各种异常，提升程序的健壮性和用户体验。在实际开发中，应根据具体的应用场景灵活运用异常处理机制，确保程序的稳定性和可维护性。