Python 面向對象繼承
一 什麼是面向對象的繼承
比較官方的說法就是：
繼承(英語：inheritance)是面向對象軟體技術當中的一個概念。如果一個類别A“繼承自”另一個類别B，就把這個A稱為“B的子類别”，而把B稱為“A的父類别”也可以稱“B是A的超類”。繼承可以使得子類别具有父類别的各種屬性和方法，而不需要再次編寫相同的代碼。在令子類别繼承父類别的同時，可以重新定義某些屬性，并重寫某些方法，即覆寫父類别的原有屬性和方法，使其獲得與父類别不同的功能。另外，為子類别追加新的屬性和方法也是常見的做法。 一般靜态的面向對象程式設計語言，繼承屬于靜态的，意即在子類别的行為在編譯期就已經決定，無法在執行期擴充。
字面意思就是：子承父業，合法繼承家産，就是如果你是獨生子，而且你也很孝順，不出意外，你會繼承你父母所有家産，他們的所有财産都會由你使用(敗家子兒除外)。
那麼用一個例子來看一下繼承：
class Person:
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
class Cat:
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
class Dog:
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
# 繼承的用法：
class Aniaml(object):
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
class Person(Aniaml):
pass
class Cat(Aniaml):
pass
class Dog(Aniaml):
pass
繼承的有點也是顯而易見的：
1，增加了類的耦合性(耦合性不宜多，宜精)。
2，減少了重複代碼。
3，使得代碼更加規範化，合理化。
二 繼承的分類
就向上面的例子：
Aminal 叫做父類,基類,超類。 Person Cat Dog: 子類，派生類。 繼承：可以分單繼承，多繼承。
這裡需要補充一下python中類的種類(繼承需要)：
在python2x版本中存在兩種類.： ⼀個叫經典類. 在python2.2之前. ⼀直使⽤的是經典類. 經典類在基類的根如果什麼都不寫. ⼀個叫新式類. 在python2.2之後出現了新式類. 新式類的特點是基類的根是object類。 python3x版本中隻有一種類： python3中使⽤的都是新式類. 如果基類誰都不繼承. 那這個類會預設繼承 object
三 單繼承
3.1 類名，對象執行父類方法
class Aniaml(object):
type_name = '動物類'
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def eat(self):
print(self)
print('吃東西')
class Person(Aniaml):
pass
class Cat(Aniaml):
pass
class Dog(Aniaml):
pass
# 類名：
print(Person.type_name) # 可以調用父類的屬性，方法。
Person.eat(111)
print(Person.type_name)
# 對象：
# 執行個體化對象
p1 = Person('春哥','男',18)
print(p1.__dict__)
# 對象執行類的父類的屬性，方法。
print(p1.type_name)
p1.type_name = '666'
print(p1)
p1.eat()
3.2 執行順序
class Aniaml(object):
type_name = '動物類'
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def eat(self):
print(self)
print('吃東西')
class Person(Aniaml):
def eat(self):
print('%s 吃飯'%self.name)
class Cat(Aniaml):
pass
class Dog(Aniaml):
pass
p1 = Person('barry','男',18)
# 執行個體化對象時必須執行__init__方法,類中沒有，從父類找，父類沒有，從object類中找。
p1.eat()
# 先要執行自己類中的eat方法，自己類沒有才能執行父類中的方法。
3.3 同時執行類以及父類方法
方法一：
如果想執行父類的func方法，這個方法并且子類中夜用，那麼就在子類的方法中寫上：
父類.func(對象,其他參數)
舉例說明：
class Aniaml(object):
type_name = '動物類'
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def eat(self):
print('吃東西')
class Person(Aniaml):
def __init__(self,name,sex,age,mind):
'''
self = p1
name = '春哥'
sex = 'laddboy'
age = 18
mind = '有思想'
'''
# Aniaml.__init__(self,name,sex,age) # 方法一
self.mind = mind
def eat(self):
super().eat()
print('%s 吃飯'%self.name)
class Cat(Aniaml):
pass
class Dog(Aniaml):
pass
# 方法一： Aniaml.__init__(self,name,sex,age)
# p1 = Person('春哥','laddboy',18,'有思想')
# print(p1.__dict__)
# 對于方法一如果不了解：
# def func(self):
# print(self)
# self = 3
# func(self)
方法二：
利用super，super().func(參數)
class Aniaml(object):
type_name = '動物類'
def __init__(self,name,sex,age):
self.name = name
self.age = age
self.sex = sex
def eat(self):
print('吃東西')
class Person(Aniaml):
def __init__(self,name,sex,age,mind):
'''
self = p1
name = '春哥'
sex = 'laddboy'
age = 18
mind = '有思想'
'''
# super(Person,self).__init__(name,sex,age) # 方法二
super().__init__(name,sex,age) # 方法二
self.mind = mind
def eat(self):
super().eat()
print('%s 吃飯'%self.name)
class Cat(Aniaml):
pass
class Dog(Aniaml):
pass
# p1 = Person('春哥','laddboy',18,'有思想')
# print(p1.__dict__)
單繼承的課堂練習
# 1
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
class Foo(Base):
pass
obj = Foo(123)
obj.func1() # 123 運⾏的是Base中的func1
# 2
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
class Foo(Base):
def func1(self):
print("Foo. func1", self.num)
obj = Foo(123)
obj.func1() # Foo. func1 123 運⾏的是Foo中的func1
# 3
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
class Foo(Base):
def func1(self):
print("Foo. func1", self.num)
obj = Foo(123)
obj.func1() # Foo. func1 123 運⾏的是Foo中的func1
# 4
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
self.func2()
def func2(self):
print("Base.func2")
class Foo(Base):
def func2(self):
print("Foo.func2")
obj = Foo(123)
obj.func1() # 123 Foo.func2 func1是Base中的 func2是⼦類中的
# 再來
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
self.func2()
def func2(self):
print(111, self.num)
class Foo(Base):
def func2(self):
print(222, self.num)
lst = [Base(1), Base(2), Foo(3)]
for obj in lst:
obj.func2() # 111 1 | 111 2 | 222 3
# 再來
class Base:
def __init__(self, num):
self.num = num
def func1(self):
print(self.num)
self.func2()
def func2(self):
print(111, self.num)
class Foo(Base):
def func2(self):
print(222, self.num)
lst = [Base(1), Base(2), Foo(3)]
for obj in lst:
obj.func1() # 那筆來吧. 好好算
四 多繼承
class ShenXian: # 神仙
def fei(self):
print("神仙都會⻜")
class Monkey: # 猴
def chitao(self):
print("猴⼦喜歡吃桃⼦")
class SunWukong(ShenXian, Monkey): # 孫悟空是神仙, 同時也是⼀隻猴
pass
sxz = SunWukong() # 孫悟空
sxz.chitao() # 會吃桃⼦
sxz.fei() # 會⻜
此時, 孫悟空是⼀隻猴⼦, 同時也是⼀個神仙. 那孫悟空繼承了這兩個類. 孫悟空⾃然就可以執⾏這兩個類中的⽅法. 多繼承⽤起來簡單. 也很好了解. 但是多繼承中, 存在着這樣⼀個問題. 當兩個⽗類中出現了重名⽅法的時候. 這時該怎麼辦呢? 這時就涉及到如何查找⽗類⽅法的這麼⼀個問題.即MRO(method resolution order) 問題. 在python中這是⼀個很複雜的問題. 因為在不同的python版本中使⽤的是不同的算法來完成MRO的.
4.1經典類的多繼承
雖然在python3中已經不存在經典類了. 但是經典類的MRO最好還是學⼀學. 這是⼀種樹形結構周遊的⼀個最直接的案例. 在python的繼承體系中. 我們可以把類與類繼承關系化成⼀個樹形結構的圖. 來, 上代碼:
class A:
pass
class B(A):
pass
class C(A):
pass
class D(B, C):
pass
class E:
pass
class F(D, E):
pass
class G(F, D):
pass
class H:
pass
class Foo(H, G):
pass
對付這種mro畫圖就可以：
繼承關系圖已經有了. 那如何進⾏查找呢? 記住⼀個原則. 在經典類中采⽤的是深度優先，周遊⽅案. 什麼是深度優先. 就是⼀條路走到頭. 然後再回來. 繼續找下⼀個.
圖中每個圈都是準備要送雞蛋的住址. 箭頭和⿊線表⽰線路. 那送雞蛋的順序告訴你入⼝在最下⾯R. 并且必須從左往右送. 那怎麼送呢?
如圖. 肯定是按照123456這樣的順序來送. 那這樣的順序就叫深度優先周遊. ⽽如果是142356呢? 這種被稱為⼴度優先周遊. 好了. 深度優先就說這麼多. 那麼上⾯那個圖怎麼找的呢? MRO是什麼呢? 很簡單. 記住. 從頭開始. 從左往右. ⼀條路跑到頭, 然後回頭. 繼續⼀條路跑到頭. 就是經典類的MRO算法.
類的MRO: Foo-> H -> G -> F -> E -> D -> B -> A -> C. 你猜對了麼?
4.2 新式類的多繼承
4.2.1 mro序列
class A:
pass
class B(A):
pass
class C(A):
pass
class D(B, C):
pass
class E:
pass
class F(D, E):
pass
class G(F, D):
pass
class H:
pass
class Foo(H, G):
pass
print(Foo.mro())
4.2.2 C3算法(不講,自己了解)
MRO是一個有序清單L，在類被建立時就計算出來。 通用計算公式為：
mro(Child(Base1，Base2)) = [ Child ] + merge( mro(Base1), mro(Base2), [ Base1, Base2] )
(其中Child繼承自Base1, Base2)
如果繼承至一個基類：class B(A) 這時B的mro序列為
mro( B ) = mro( B(A) )
= [B] + merge( mro(A) + [A] )
= [B] + merge( [A] + [A] )
= [B,A]
如果繼承至多個基類：class B(A1, A2, A3 …) 這時B的mro序列
mro(B) = mro( B(A1, A2, A3 …) )
= [B] + merge( mro(A1), mro(A2), mro(A3) ..., [A1, A2, A3] )
= ...
計算結果為清單，清單中至少有一個元素即類自己，如上述示例[A1,A2,A3]。merge操作是C3算法的核心。
4.2.2. 表頭和表尾
表頭： 清單的第一個元素
表尾： 清單中表頭以外的元素集合(可以為空)
示例 清單：[A, B, C] 表頭是A，表尾是B和C
4.2.3. 清單之間的+操作
+操作：
[A] + [B] = [A, B] (以下的計算中預設省略) ---------------------
merge操作示例：
如計算merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] )
有三個清單 ： ① ② ③
1 merge不為空，取出第一個清單清單①的表頭E，進行判斷
各個清單的表尾分别是[O], [E,F,O]，E在這些表尾的集合中，因而跳過目前目前清單
2 取出清單②的表頭C，進行判斷
C不在各個清單的集合中，因而将C拿出到merge外，并從所有表頭删除
merge( [E,O], [C,E,F,O], [C]) = [C] + merge( [E,O], [E,F,O] )
3 進行下一次新的merge操作 ......
---------------------
計算mro(A)方式：
mro(A) = mro( A(B,C) )
原式= [A] + merge( mro(B),mro(C),[B,C] )
mro(B) = mro( B(D,E) )
= [B] + merge( mro(D), mro(E), [D,E] ) # 多繼承
= [B] + merge( [D,O] , [E,O] , [D,E] ) # 單繼承mro(D(O))=[D,O]
= [B,D] + merge( [O] , [E,O] , [E] ) # 拿出并删除D
= [B,D,E] + merge([O] , [O])
= [B,D,E,O]
mro(C) = mro( C(E,F) )
= [C] + merge( mro(E), mro(F), [E,F] )
= [C] + merge( [E,O] , [F,O] , [E,F] )
= [C,E] + merge( [O] , [F,O] , [F] ) # 跳過O，拿出并删除
= [C,E,F] + merge([O] , [O])
= [C,E,F,O]
原式= [A] + merge( [B,D,E,O], [C,E,F,O], [B,C])
= [A,B] + merge( [D,E,O], [C,E,F,O], [C])
= [A,B,D] + merge( [E,O], [C,E,F,O], [C]) # 跳過E
= [A,B,D,C] + merge([E,O], [E,F,O])
= [A,B,D,C,E] + merge([O], [F,O]) # 跳過O
= [A,B,D,C,E,F] + merge([O], [O])
= [A,B,D,C,E,F,O]
---------------------
結果OK. 那既然python提供了. 為什麼我們還要如此⿇煩的計算MRO呢? 因為筆 試.......你在筆試的時候, 是沒有電腦的. 是以這個算法要知道. 并且簡單的計算要會. 真是項⽬ 開發的時候很少有⼈這麼去寫代碼.
這個說完了. 那C3到底怎麼看更容易呢? 其實很簡單. C3是把我們多個類産⽣的共同繼 承留到最後去找. 是以. 我們也可以從圖上來看到相關的規律. 這個要⼤家⾃⼰多寫多畫圖就 能感覺到了. 但是如果沒有所謂的共同繼承關系. 那⼏乎就當成是深度周遊就可以了