Ответ.

Полиморфизм — фундаментальный принцип объектно-ориентированного программирования, который позволяет объектам с разной структурой реализовывать один и тот же интерфейс, а значит работать взаимозаменяемо. В Python с динамической типизацией полиморфизм устроен весьма гибко.

История вопроса

В языках со строгой статической типизацией (Java, C++) поддержка полиморфизма требует объявления интерфейсов или абстрактных классов. В Python — благодаря duck typing — полиморфизм не привязан к иерархии наследования и даже интерфейсу. Главное, чтобы объект поддерживал нужные методы/атрибуты.

Проблема

С одной стороны, это делает язык гибким и удобным. С другой — увеличивает вероятность ошибок в рантайме из-за опечаток или отсутствия нужного метода, которые проявятся только при выполнении кода.

Решение

В Python различают:

Обыкновенный (классический) полиморфизм через наследование и переопределение методов:

class Animal:
    def speak(self):
        raise NotImplementedError

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return 'Woof!'

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return 'Meow!'

def animal_voice(animal):
    print(animal.speak())

animal_voice(Dog())  # Woof!
animal_voice(Cat())  # Meow!

Duck Typing — если у класса есть нужный метод, он подойдет для любой функции, ожидающей этот метод, не важно, чей это наследник:

class Duck:
    def quack(self):
        return 'Quack!'

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

make_quack(Duck())  # Quack!

Интерфейсная имитация — через abc.ABC и @abstractmethod можно формализовать, что классы должны реализовать определенные методы.

Ключевые особенности:

Отсутствие обязательства поддерживать жесткую иерархию наследования.
Возможность подменять объекты в рантайме, если они поддерживают нужный интерфейс.
Ошибки несовпадения интерфейсов всплывают только при исполнении.

Вопросы с подвохом.

Является ли наследование единственным способом обеспечения полиморфизма в Python?

Нет. Благодаря duck typing любая функция может принимать объект с нужными методами независимо от его класса или иерархии.

Можно ли считаться полиморфизмом соответствие сигнатуре лишь по названию метода, а не его сути?

Нет. Если объект поддерживает нужный метод, но его семантика отличается от ожидаемой — возможны баги. Полиморфизм успешен только при совпадении не только интерфейса, но и смысла.

Обеспечивает ли абстрактный класс защиту от ошибок неправильно реализованного интерфейса в дочерних классах?

Лишь частично. Если наследник не реализует абстрактный метод — возникнет TypeError при попытке создать экземпляр. Но если реализует с нарушением логики — ошибки возможны.

Типовые ошибки и анти-паттерны

Неправильная реализация интерфейса без соблюдения семантики метода.
Упование на duck typing без должных тестов, что приводит к ошибкам в рантайме.
Ожидание строгой типизации (как в статически типизированных языках), хотя Python этого не гарантирует.

Пример из жизни

Негативный кейс

В библиотеку логирования внедряют сторонний класс, у которого есть метод log(), но он возвращает объект данных вместо записи в журнал. Ошибки проявляются только при эксплуатации.

Плюсы:

Быстрая интеграция различных классов без лишней бюрократии.

Минусы:

Тихие баги, обнаруживаемые исключительно в рантайме, часто уже на продакшене.

Позитивный кейс

Классы снабжаются тестами, интерфейс формализуется через абстрактный базовый класс и @abstractmethod, в документации прописана семантика методов.