Python练习（6）Python面向对象编程三大特性：封装、继承与多态的15道实战练习题（含答案与深度解析）_python继承练习题
目录
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- 引言
- 封装篇（5题）
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- 练习1：银行账户安全封装
- 练习2：属性装饰器控制
- 练习3：私有方法调用
- 练习4：受保护属性继承
- 练习5：类属性封装
- 继承篇（5题）
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- 练习6：单继承与方法重写
- 练习7：多继承与MRO
- 练习8：抽象基类实现
- 练习9：Mixin模式
- 练习10：super()函数应用
- 多态篇（5题）
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- 练习11：接口多态
- 练习12：鸭子类型
- 练习13：多态与异常处理
- 练习14：多态与类型检查
- 练习15：多态与装饰器
- 总结
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引言
在Python编程中，面向对象编程（OOP）的三大特性——封装、继承和多态，是构建复杂软件系统的核心基石。封装实现了数据与操作的有机统一，继承促进了代码的复用与扩展，多态则赋予了程序灵活的接口适配能力。本文通过15道精心设计的实战练习题，系统梳理三大特性的实现机制与典型应用场景，帮助读者构建完整的OOP知识体系。
封装篇（5题）
练习1：银行账户安全封装
class BankAccount: def __init__(self, account_number, initial_balance): self.__account_number = account_number # 私有属性 self._balance = initial_balance # 受保护属性 def deposit(self, amount): if amount > 0: self._balance += amount print(f\"存款成功，当前余额：{self._balance}\") else: print(\"存款金额必须大于0\") def withdraw(self, amount): if 0 < amount <= self._balance: self._balance -= amount print(f\"取款成功，当前余额：{self._balance}\") else: print(\"余额不足或取款金额无效\") def get_balance(self): # 公共接口访问受保护属性 return self._balance# 测试代码account = BankAccount(\"123456\", 1000)account.deposit(500)account.withdraw(200)print(account.get_balance()) # 通过公共方法获取余额答案与解析：
# 执行结果：# 存款成功，当前余额：1500# 取款成功，当前余额：1300# 1300通过双下划线实现属性私有化，使用单下划线标记受保护属性，通过公共方法提供安全访问接口。
练习2：属性装饰器控制
class Person: def __init__(self, name, weight): self.name = name self.weight = weight # 直接赋值会绕过属性验证 @property def weight(self): return self.__weight @weight.setter def weight(self, value): if value > 0: self.__weight = value else: print(\"体重必须为正数\")# 测试代码p = Person(\"Alice\", -70) # 直接初始化会绕过验证print(p.weight) # 通过属性访问触发验证p.weight = 65 # 正确设置print(p.weight)答案与解析：
# 执行结果：-70 # 初始化时未触发setter验证体重必须为正数65@property装饰器将方法转换为属性，实现属性的安全访问与修改控制。
练习3：私有方法调用
class SecretData: def __init__(self, data): self.__data = data def __encrypt(self): # 私有方法 return f\"ENC-{self.__data}\" def get_encrypted(self): return self.__encrypt()# 测试代码sd = SecretData(\"12345\")print(sd.get_encrypted()) # 正确访问方式print(sd.__encrypt()) # 尝试直接访问私有方法答案与解析：
# 执行结果：ENC-12345AttributeError: \'SecretData\' object has no attribute \'__encrypt\'私有方法通过名称重整机制（_类名__方法名）实现访问限制，只能通过公共接口调用。
练习4：受保护属性继承
class Vehicle: def __init__(self, speed): self._speed = speed # 受保护属性class Car(Vehicle): def drive(self): self._speed += 10 # 子类可访问父类受保护属性# 测试代码car = Car(60)car.drive()print(car._speed) # 直接访问受保护属性（不推荐）答案与解析：
# 执行结果：70受保护属性（单下划线开头）在子类中可直接访问，但外部代码仍可通过实例直接修改，需配合方法实现封装。
练习5：类属性封装
class Config: __secret_key = \"ABC123\" # 私有类属性 @classmethod def get_secret(cls): return cls.__secret_key# 测试代码print(Config.get_secret())print(Config.__secret_key) # 尝试直接访问答案与解析：
# 执行结果：ABC123AttributeError: type object \'Config\' has no attribute \'__secret_key\'私有类属性通过名称重整保护，只能通过类方法访问，实现配置参数的安全封装。
继承篇（5题）
练习6：单继承与方法重写
class Animal: def speak(self): print(\"动物发出声音\")class Dog(Animal): def speak(self): # 方法重写 print(\"汪汪叫\")# 测试代码animals = [Animal(), Dog()]for a in animals: a.speak()答案与解析：
# 执行结果：动物发出声音汪汪叫子类通过重写父类方法实现多态，super().speak()可调用父类原始实现。
练习7：多继承与MRO
class A: def process(self): print(\"A处理\")class B(A): def process(self): print(\"B处理前\") super().process()class C(A): def process(self): print(\"C处理前\") super().process()class D(B, C): pass# 测试代码D().process()print(D.mro()) # 查看方法解析顺序答案与解析：
# 执行结果：B处理前C处理前A处理[<class \'__main__.D\'>, <class \'__main__.B\'>, <class \'__main__.C\'>, <class \'__main__.A\'>, <class \'object\'>]多继承遵循C3线性化算法，super()按MRO顺序调用父类方法。
练习8：抽象基类实现
from abc import ABC, abstractmethodclass Payment(ABC): @abstractmethod def pay(self, amount): passclass CreditCard(Payment): def pay(self, amount): print(f\"信用卡支付{amount}元\")# 测试代码card = CreditCard()card.pay(100)答案与解析：
# 执行结果：信用卡支付100元抽象基类通过@abstractmethod强制子类实现特定接口，确保多态行为的规范性。
练习9：Mixin模式
class LoggerMixin: def log(self, message): print(f\"[LOG] {message}\")class Database: def save(self): self.log(\"数据保存\")class EnhancedDB(LoggerMixin, Database): pass# 测试代码db = EnhancedDB()db.save()答案与解析：
# 执行结果：[LOG] 数据保存Mixin类通过多继承为其他类添加横切关注点（如日志），提升代码复用性。
练习10：super()函数应用
class A: def __init__(self): print(\"A初始化\") super().__init__()class B(A): def __init__(self): print(\"B初始化\") super().__init__()class C(B): def __init__(self): print(\"C初始化\") super().__init__()# 测试代码C()答案与解析：
# 执行结果：C初始化B初始化A初始化super()在菱形继承结构中按MRO顺序调用，确保所有父类初始化逻辑执行。
多态篇（5题）
练习11：接口多态
class Shape: def area(self): raise NotImplementedErrorclass Circle(Shape): def __init__(self, radius): self.radius = radius def area(self): return 3.14 * self.radius ** 2class Rectangle(Shape): def __init__(self, w, h): self.w = w self.h = h def area(self): return self.w * self.h# 测试代码shapes = [Circle(5), Rectangle(4, 6)]total = sum(s.area() for s in shapes)print(total)答案与解析：
# 执行结果：78.5 + 24 = 102.5不同形状类实现相同接口方法，通过统一接口计算总面积，体现多态特性。
练习12：鸭子类型
class Duck: def quack(self): print(\"嘎嘎叫\")class Person: def quack(self): print(\"模仿鸭子叫\")def make_quack(obj): obj.quack()# 测试代码make_quack(Duck())make_quack(Person())答案与解析：
# 执行结果：嘎嘎叫模仿鸭子叫Python动态类型语言通过鸭子类型实现多态，只要对象具有相同方法名即可。
练习13：多态与异常处理
class FileHandler: def read(self): raise NotImplementedErrorclass TextFile(FileHandler): def read(self): return \"文本内容\"class ImageFile(FileHandler): def read(self): return b\"\\x89PNG\\r\\n\"def process_file(handler): try: return handler.read() except NotImplementedError: print(\"未实现读取方法\")# 测试代码print(process_file(TextFile()))print(process_file(ImageFile()))答案与解析：
# 执行结果：文本内容b\'\\x89PNG\\r\\n\'抽象基类定义统一接口，子类实现不同读取逻辑，通过多态统一处理。
练习14：多态与类型检查
def serialize(obj): if isinstance(obj, int): return str(obj) elif isinstance(obj, list): return \",\".join(serialize(i) for i in obj) else: raise TypeError(\"不支持的类型\")# 测试代码print(serialize(123))print(serialize([1, [2, 3]]))答案与解析：
# 执行结果：\'123\'\'1,2,3\'通过isinstance进行类型检查，实现不同类型数据的序列化多态处理。
练习15：多态与装饰器
def logging(func): def wrapper(*args, **kwargs): print(f\"调用 {func.__name__}\") return func(*args, **kwargs) return wrapperclass Calculator: @logging def add(self, a, b): return a + b @logging def multiply(self, a, b): return a * b# 测试代码calc = Calculator()print(calc.add(3, 5))print(calc.multiply(4, 2))答案与解析：
# 执行结果：调用 add8调用 multiply8装饰器为不同方法统一添加日志功能，体现多态在方法层面的应用。
总结
本文通过15道实战练习题，系统梳理了Python面向对象编程三大特性的核心知识点：
- 封装：通过私有属性、
@property装饰器和受保护成员实现数据安全与访问控制 - 继承：单继承、多继承、MRO机制和抽象基类的应用场景与实现方式
- 多态：接口多态、鸭子类型、方法重写和装饰器模式在多态中的具体实践
掌握这些核心特性，能够显著提升代码的组织能力、复用性和扩展性。建议读者通过实际编码验证每个案例，加深对面向对象编程思想的理解。
