详细总结Python类的多继承知识

2021-08-18 14:34:58 浏览数 (4)

我们知道python是一种面向对象的编程语言，他有对象这种基础概念，所以他也就有对象的三大属性：多态，继承和封装。在谈到继承的时候我们会了解到继承有两种形式，一种是单继承，一种是多继承，今天我们就来讲讲python类的多继承模式。

一、Python不同版本的类

  • Python2.2之前是没有共同的祖先的，之后引入Object类，它是所有类的共同祖先类Object
  • Python2中为了兼容，分为古典类（旧式类）和新式类
  • Python3中全部都是新式类
  • 新式类都是继承自Object的，新式类可以使用super
#古典类在python2.x中运行
class A: pass
 
print(dir(A))            #    ['__doc__', '__module__']
print(A.__bases__)        #    ()
a = A()    
print(a.__class__)        #     __main__.A   
print(type(a))            #    <type 'instance'>

新式类

#新式类在python3.x中运行
class B: pass
 
print(dir(B))   #   ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
print(B.__bases__)  #   (<class 'object'>,)
B = B()
print(B.__class__)  #   <class '__main__.B'>
print(type(B))      #   <class '__main__.B'>

二、多继承

OCP原则：多用”继承“，少修改

继承的用途：增强基类，实现多态

多态

  • 在面向对象中，父类、子类通过继承联系在一起，如果可以通过一套方法，就可以实现不同变现，就是多态
  • 一个类继承自多个类就是多继承它将具有多个类的特征

三、多继承弊端

多继承很好的模拟了世界，因为事务很少单一继承，但是舍弃简单，必然引入复杂性，带来了冲突

如同一个孩子继承了来自父母双方的特征，那么到底眼睛像爸爸还是妈妈尼？孩子究竟改像谁多一点尼？

多继承的实现会导致编译器设计的复杂度增加，所以现在很多语言舍弃了类的多继承

C++支持多继承；Java舍弃了多继承

  • Java中，一个类可以实现多个接口，一个接口也可以继承多个接口。Java的接口很纯粹，只是方法声明，继承者必须实现这些方法，就具有了这些能力，就能干什么

多继承可能会带来二义性，例如，猫和狗都继承自动物类，现在一个类多继承了猫和狗类，猫和狗都有了shout方法，子类究竟继承谁的shout尼？

  • 解决方案：实现了多继承的语言，要解决二义性，深度优先或者广度优先

四、Python多继承实现

class ClassName(基类列表):
    类体

多继承带来的路径选择问题，究竟继承那个父类的特征尼？

  • 究竟先广度优先，还是深度优先

Python使用MRO(method resolution order) 解决类搜索顺序问题。

  • 经典算法，按照定义从左到右，深度优先策略【比如Python2.2之前，左图的MRO算法，MyClass→D→B→A→C→A】
  • 新式类算法，经典算法的升级，重复的只保留最后一个。【左图MRO是：MyClass→D→B→C→A→object】
  • C3算法，在类被创建出来的时候，就计算除一个MRO有序列表。【Python3唯一支持的算法，左图中MRO是MyClass→D→B→C→A→object】C3过于复杂，没必要去记，我们只要记住【object.mro()，显示继承的方法，从左到右依次查找】

五、多继承的缺点

当类很多，继承复杂的情况下，继承路径太多，很难说清什么样的继承路径

团队协作开发，如果引入多继承，那代码将不可控

不管编程语言是否支持多继承，都应当避免多继承

Pythond的面向对象，我们看到太灵活，太开放，所以要团队守规矩

六、Mixin 

类有下面的继承关系

文档Document类是其他所有文档类的抽象基类，Word、Pdf类是Document的子类

需求：为Document子类提供打印能力思路：

1、在Document中提供print方法

class Document:
 
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass
 
class Pdf(Document):  pass
 
a = Word("tom com")
a.print()   #   tom com

基类提供的方法不因该具体实现，因为它未必适合子类的打印，子类中需要覆盖重写。

print算是一种能力 -- 打印功能，不是所有的Document的子类都需要的，所以，从这个角度出发有点问题

class Document:
 
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document):
    def print(self):
        print("Word print {}".format(self.coutent))
 
class Pdf(Document):  pass
 
a = Word("tom com")
a.print()   #   Word print tom com

思路二：需要打印的子类上增加

如果现有子类上直接增加，违反了OCP的原则，所以应该继承后增加

class Document:        # 不允许修改
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass    # 不允许修改
 
class Pdf(Document):  pass    #    不允许修改
 
class PrinttableWord(Word):    
    def print(self):
        print("PrinttableWord print {}".format(self.coutent))
 
print(PrinttableWord.mro()) #   [<class '__main__.PrinttableWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
a = PrinttableWord("tom com")
a.print()   #   PrinttableWord print tom com

看似不错，如果还要提供其他类似能力，如何继承？

应用于网络，文档应该具备序列化的能力，类上就应该实现序列化可序列化还可能分为使用pickle、josn、messagepack等

这个时候，发现，类又可能太多了，继承的方式不是很好了

功能太多，A类需要某几样功能，B类需要另外几样功能，很繁琐

思路三：装饰器，用装饰器增强一个类，把功能给类附加上去，那个类需要，就装饰它 

def printable(cls):
    def _print(self):
        print("_print 装饰器 {}".format(self.coutent))
        return _print
    cls.print = _print
    return cls
 
class Document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass
 
class Pdf(Document):  pass
 
@printable
class PrinttableWord(Word): pass    #先继承，后装饰
 
 
print(PrinttableWord.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '__doc__': None, 'print': <function printable.<locals>._print at 0x0173C228>}
a = PrinttableWord("tom")
a.print()   #   _print 装饰器 tom

优点：简单方便，在需要的地方动态增加

思路四：Mixin  【用类去继承】

先看代码

class PrintableMixin:
    def print(self):
        print("PrintableMixin {}".format(self.coutent))
 
class Document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass
 
class Pdf(Document):  pass
 
 
class PrinttableWord(PrintableMixin,Word): pass    
 
print(PrinttableWord.mro())     #   [<class '__main__.PrinttableWord'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
print(PrinttableWord.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '__doc__': None}
a = PrinttableWord("tom")
a.print()   #   PrintableMixin tom

Mixin就是其他类混合进来，同时带来了类的属性和方法

这里看来Mixin类和装饰器效果一样，也什么特别的，但是Mixin是类，就可以继承，增强功能

class PrintableMixin:
    def print(self):
        print("PrintableMixin {}".format(self.coutent))
 
class Document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass
 
class Pdf(Document):  pass
 
 
class PrinttableWord(PrintableMixin,Word): pass
 
class SuperPrintableMixin(PrintableMixin,Word):
    def print(self):
        print("~"*30)
        super(SuperPrintableMixin, self).print()
        print("~"*30)
 
print(SuperPrintableMixin.mro())     #  [<class '__main__.SuperPrintableMixin'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
print(SuperPrintableMixin.__dict__)  #  {'__module__': '__main__', 'print': <function SuperPrintableMixin.print at 0x018264B0>, '__doc__': None}
a = SuperPrintableMixin("tom")
a.print()   #   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
            #   PrintableMixin tom
            #   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

七、Mixin类

Minxin本质上就是多继承实现的

Mixin体现的是一种组合的设计模式

在面向对象的设计中，一个负载的类，往往需要很多功能，而这些功能有来自不同的类提供，这就需要很多的类组合在一起

从设计模式的角度来说，多组合，少继承。

  • Mixin类的使用原则
  • Mixin类中不应该显示的出现__init__初始化方法
  • Mixin类通常不能独立工作，因为它是准备混入别的类中的部分功能实现
  • Mixin类的祖先类也应该是Mixin类
  • 使用时，Mixin类通常在继承列表第一个位置，例如：class PrintableWord(PrintableMixin,Word):pass

以上就是Python类的多继承知识的详细总结了，希望能给各位小伙伴一个参考，也希望大家以后多多支持W3Cschool！


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