小白都能理解的Python多继承

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前言

本文主要做科普用,在真实编程中不建议使用多重继承,或者少用多重继承,避免使代码难以理解。

方法解析顺序(MRO)

关于多重继承,比较重要的是它的方法解析顺序(可以理解为类的搜索顺序),即MRO。这个跟类是新式类还是经典类有关,因为两者的搜索算法不同。

在Python2及以前的版本,由任意内置类型派生出的类(只要一个内置类型位于类树的某个位置),都属于新式类;反之,不由任意内置类型派生出的类,则称之为经典类

在Python3以后,没有该区分,所有的类都派生自内置类型object,不管有没有显式继承object,都属于新式类

对于经典类,多重继承的MRO是深度优先,即从下往上搜索;新式类的MRO是采用C3算法(不同情况下,可表现为广度优先,也可表现为深度优先)

C3算法表现为深度优先的例子:

# C3-深度优先(D -> B -> A -> C)
class A:
    var = 'A var'


class B(A):
    pass


class C:
    var = 'C var'


class D(B, C):
    pass


if __name__ == '__main__':
    # [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.C'>, <class 'object'>]
    print(D.mro())
    # A var
    print(D.var)

C3算法表现为广度优先的例子:

# C3-广度优先(D -> B -> C -> A)
class A:
    var = 'A var'


class B(A):
    pass


class C(A):
    var = 'C var'


class D(B, C):
    pass


if __name__ == '__main__':
    # [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]
    print(D.mro())
    # C var
    print(D.var)

注:关于C3的详细算法本文不讨论,因为我也搞不懂(狗头保命)

菱形多重继承

其实菱形多重继承上面已经有例子了,就是C3算法表现为广度优先这个例子,画起图来是这样的:

Xnip2020-07-11_00-16-45.jpg

菱形多重继承会导致的一个问题是A初始化了两次,如下:

class A:
    def say(self):
        print("A say")


class B(A):
    def say(self):
        print("B say")
        A.say(self)


class C(A):
    def say(self):
        print("C say")
        A.say(self)


class D(B, C):
    def say(self):
        print("D say")
        B.say(self)
        C.say(self)


if __name__ == '__main__':
    dd = D()
    dd.say()

如果只想调用一次A,可使用super方法:

class A:
    def say(self):
        print("A say")


class B(A):
    def say(self):
        print("B say")
        super().say()


class C(A):
    def say(self):
        print("C say")
        super().say()


class D(B, C):
    def say(self):
        print("D say")
        super().say()


if __name__ == '__main__':
    print(D.mro())
    dd = D()
    dd.say()

_init_ 与 super()

1.如果父类有init方法,子类没有,则子类默认继承父类的init方法

class A:
    def __init__(self, a1, a2):
        self.a1 = a1
        self.a2 = a2

    def say(self):
        print("A say, a1: %s, a2: %s" % (self.a1, self.a2))


class B(A):
    def say(self):
        print("B say, a1: %s, a2: %s" % (self.a1, self.a2))


if __name__ == '__main__':
    # 因为B继承了A的init方法,所以也要传入 a1,a2参数
    bb = B("10", "100")
    bb.say()

2.如果父类有init方法,子类也有,可理解为子类重写了父类的init方法

class A:
    def __init__(self, a1, a2):
        self.a1 = a1
        self.a2 = a2

    def say(self):
        print("A say, a1: %s, a2: %s" % (self.a1, self.a2))


class B(A):
    def __init__(self, b1):
        self.b1 = b1

    def say(self):
        print("B say, b1: %s" % self.b1)


if __name__ == '__main__':
    # 此处B重写了A的init方法,所以只需要传入b1参数,也没有拥有a1,a2属性
    bb = B("10")
    bb.say()

3.对于第二点,为了能使用或者扩展父类的行为,更常见的做法是在重写init方法的同时,显示调用父类的init方法(意味传的参数要变成3个)。

# 三种写法
class A:
    def __init__(self, a1, a2):
        self.a1 = a1
        self.a2 = a2

    def say(self):
        print("A say, a1: %s, a2: %s" % (self.a1, self.a2))


class B(A):
    def __init__(self, b1, a1, a2):
        # 第一种写法: Python2的写法
        # super(B, self).__init__(a1, a2)
        # 第二种写法(推荐):Python3的写法,与第一种等价
        super().__init__(a1, a2)
        # 第三种写法:与前两种等价,不过这种需要显示调用基类,而第二种不用
        # A.__init__(self, a1, a2)
        self.b1 = b1

    def say(self):
        print("B say, a1: %s, a2: %s, b1: %s" % (self.a1, self.a2, self.b1))


if __name__ == '__main__':
    # 此处B重写了A的init方法,所以只需要传入b1参数,也没有拥有a1,a2属性
    bb = B("10", "100", "1000")
    bb.say()

最后的提醒

注意 __init__ 方法不要写错,避免写成__ini__或者其他的,因为两个是在太像,出了问题很难排查(坑过两次)。

参考

python 多重继承的事
当心掉进Python多重继承里的坑