Python中的继承

2023-03-14 16:42:50 浏览数 (2)

面向对象的继承

面向对象三大特性

封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中

继承 实现代码的重用，相同的代码不需要重复的编写

多态 不同的对象调用相同的方法，产生不同的执行结果，增加代码的灵活度

不用继承创建对象

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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

使用继承的方式

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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

继承的概念：子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性

继承的优点也是显而易见的：

  1. 增加了类的耦合性（耦合性不宜多，宜精）。
  2. 减少了重复代码。
  3. 使得代码更加规范化，合理化。

继承的分类

上面的那个例子，涉及到的专业术语：

  • Dog 类是 Animal 类的子类， Animal 类是 Dog 类的父类， Dog 类从 Animal 类继承
  • Dog 类是 Animal 类的派生类， Animal 类是 Dog 类的基类， Dog 类从 Animal 类派生

继承：可以分单继承，多继承。

python3x版本中只有一种类：

python3中使⽤的都是新式类. 如果基类谁都不继承. 那这个类会默认继承 object

单继承

类名，对象执行父类方法

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class Aniaml(object):
    type_name = '动物类'

    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

    def eat(self):
        print('吃',self)
        
class Person(Aniaml):
    pass

class Cat(Aniaml):
    pass

class Dog(Aniaml):
    pass

print(Person.type_name)
Person.eat('东西')
p1 = Person('aaron','男',18)
print(p1.__dict__)
print(p1.type_name)
p1.type_name = '666'
print(p1)
p1.eat()

执行顺序

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class Aniaml(object):
    type_name = '动物类'

    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

    def eat(self):
        print('吃',self)

class Person(Aniaml):

    def eat(self):
        print('%s 用筷子吃饭'%self.name)

class Cat(Aniaml):
    pass

class Dog(Aniaml):
    pass

p1 = Person('eagle','男',18)
p1.eat()

同时执行类以及父类方法

方法一：如果想执行父类的func方法，这个方法并且子类中引用，那么就在子类的方法中写上：父 类.func(对象,其他参数)

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class Aniaml(object):
    type_name = '动物类'
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
    
    def eat(self):
        print('吃东西')

class Person(Aniaml):
    def __init__(self,name,sex,age,mind):
        Aniaml.__init__(self,name,sex,age)
        self.mind = mind

    def eat(self):
        Aniaml.eat(111)
        print('%s 吃饭'%self.name)

class Cat(Aniaml):
    pass

class Dog(Aniaml):
    pass

p1 = Person('aaron','男',18,'想吃东西')
p1.eat()

方法二：利用super，super().func(参数)

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class Aniaml(object):
    type_name = '动物类'
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex

    def eat(self):
        print('吃东西')

class Person(Aniaml):
    def __init__(self,name,sex,age,mind):
        # super(Person,self).__init__(name,sex,age)
        super().__init__(name,sex,age)
        self.mind = mind

    def eat(self):
        super().eat()
        print('%s 吃饭'%self.name)

class Cat(Aniaml):
    pass
class Dog(Aniaml):
    pass

p1 = Person('aaron','男',18,'想吃东西')
p1.eat()

单继承练习题

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class Base:
    def __init__(self,num):
        self.num = num
    def func1(self):
        print(self.num)

class Foo(Base):
    pass

obj = Foo(123)
obj.func1()
# 运⾏的是Base中的func1
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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()
# 运⾏的是Foo中的func1
代码语言：javascript复制
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()
# func1是Base中的 func2是⼦类中的
代码语言：javascript复制
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()
代码语言：javascript复制
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()

方法的重写

  • 如果在开发中，父类的方法实现 和 子类的方法实现，完全不同
  • 就可以使用 覆盖 的方式，在子类中 重新编写 父类的方法实现

具体的实现方式，就相当于在 子类中 定义了一个 和父类同名的方法并且实现

重写之后，在运行时，只会调用 子类中重写的方法，而不再会调用 父类封装的方法

对父类方法进行 扩展

  • 如果在开发中，子类的方法实现中包含父类的方法实现
    • 父类原本封装的方法实现 是 子类方法的一部分
  • 就可以使用扩展的方式
  1. 在子类中 重写 父类的方法
  2. 在需要的位置使用 super().父类方法 来调用父类方法的执行
  3. 代码其他的位置针对子类的需求，编写 子类特有的代码实现

关于 super

  1. 在 Python 中 super 是一个 特殊的类
  2. super() 就是使用 super 类创建出来的对象
  3. 最常 使用的场景就是在 重写父类方法时，调用 在父类中封装的方法实现

调用父类方法的另外一种方式（知道）

在 Python 2.x 时，如果需要调用父类的方法，还可以使用以下方式：

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父类名.方法(self)
  • 这种方式，目前在 Python 3.x 还支持这种方式
  • 这种方法 不推荐使用，因为一旦 父类发生变化，方法调用位置的 类名 同样需要修改

提示

  • 在开发时， 父类名 和 super() 两种方式不要混用
  • 如果使用当前子类名调用方法，会形成递归调用，出现死循环

父类的 私有属性 和 私有方法

  • 子类对象 不能 在自己的方法内部，直接 访问 父类的 私有属性 或 私有方法
  • 子类对象 可以通过 父类 的 公有方法 间接 访问到 私有属性 或 私有方法
  1. 子类对象 不能 在自己的方法内部，直接 访问 父类的 私有属性 或 私有方法
  2. 子类对象 可以通过 父类 的 公有方法 间接 访问到 私有属性 或 私有方法

私有属性、方法 是对象的隐私，不对外公开，外界 以及 子类 都不能直接访问 私有属性、方法 通常用于做一些内部的事情

  • B 的对象不能直接访问 __num2 属性
  • B 的对象不能在 demo 方法内访问 __num2 属性
  • B 的对象可以在 demo 方法内，调用父类的 test 方法
  • 父类的 test 方法内部，能够访问 __num2 属性和 __test 方法
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class A:
    def __init__(self,num1,num2):
        self.num1=num1
        self.__num2=num2
    def test(self):
        self.__test()
        print(self.__num2)
        print("父类公有方法")
    def __test(self):
        print("父类私有方法")
class B(A):
    def demo(self):
        print("子类")
b1 =B(10,20)
print(b1.num1)
# print(b1.__num2)
b1.test()
# b1.__test()
print(b1.__dict__)
print(b1._A__num2) # 不推荐使用
b1._A__test() #不推荐使用

多继承

概念

子类 可以拥有 多个父类，并且具有 所有父类 的 属性 和 方法

例如：孩子 会继承自己 父亲 和 母亲 的 特性

语法

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class 子类名(父类名1, 父类名2...)
    pass

问题的提出

如果 不同的父类 中存在 同名的方法，子类对象 在调用方法时，会调用 哪一个父类中的方法呢？

提示：开发时，应该尽量避免这种容易产生混淆的情况！ —— 如果 父类之间 存在 同名的属性或者方法，应该 尽量避免使用多继承

代码语言：javascript复制
class ShenXian: # 神仙
    def fei(self):
        print("神仙都会⻜")
    def chitao(self):
        print("吃蟠桃")
class Monkey: # 猴
    def chitao(self):
        print("猴⼦喜欢吃桃⼦")
class SunWukong(ShenXian, Monkey): # 孙悟空是神仙, 同时也是⼀只猴 先继承哪个就先执行哪个类的同名方法
    pass
    
sxz = SunWukong() # 孙悟空
sxz.chitao() # 会吃桃⼦
sxz.fei() # 会⻜

print(SunWukong.__mro__)

经典类的多继承

代码语言：javascript复制
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

画图

在经典类中采⽤的是深度优先，遍历⽅案. 什么是深度优先. 就是⼀条路走到头. 然后再回来. 继续找下⼀ 个.

类的MRO(method resolution order): Foo-> H -> G -> F -> E -> D -> B -> A -> C.

新式类的多继承

mro序列

MRO是一个有序列表L，在类被创建时就计算出来。

通用计算公式为：

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mro(Child(Base1，Base2)) = [ Child ]   merge( mro(Base1), mro(Base2), [Base1, Base2] )（其中Child继承自Base1, Base2）

如果继承至一个基类：class B(A)

这时B的mro序列为

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mro( B ) = mro( B(A) )
= [B]   merge( mro(A)   [A] )
= [B]   merge( [A]   [A] )
= [B,A]

如果继承至多个基类：class B(A1, A2, A3 …)

这时B的mro序列

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mro(B) = mro( B(A1, A2, A3 …) )
= [B]   merge( mro(A1), mro(A2), mro(A3) ..., [A1, A2, A3] )
= ...

计算结果为列表，列表中至少有一个元素即类自己，如上述示例[A1,A2,A3]。merge操作是C3算法的核心。

表头和表尾

表头：列表的第一个元素

表尾：列表中表头以外的元素集合（可以为空）

示例：列表：[A, B, C] 表头是A，表尾是B和C

列表之间的 操作

[A] [B] = [A, B]

merge操作示例：

如计算merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] )

有三个列表 ： ① ② ③

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1 merge不为空，取出第一个列表列表①的表头E，进行判断
各个列表的表尾分别是[O], [E,F,O]，E在这些表尾的集合中，因而跳过当前当前列表
2 取出列表②的表头C，进行判断
C不在各个列表的集合中，因而将C拿出到merge外，并从所有表头删除
merge( [E,O], [C,E,F,O], [C]) = [C]   merge( [E,O], [E,F,O] )
3 进行下一次新的merge操作 ......
---------------------

计算mro(A)方式：

代码语言：javascript复制
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] ) # 多继承
        = [B]   merge( [D,O] , [E,O] , [D,E] ) # 单继承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] ) # 跳过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]) # 跳过E
    = [A,B,D,C]   merge([E,O], [E,F,O])
    = [A,B,D,C,E]   merge([O], [F,O]) # 跳过O
    = [A,B,D,C,E,F]   merge([O], [O])
    = [A,B,D,C,E,F,O]

python面向对象的三大特性：继承，封装，多态

  1. 封装: 把很多数据封装到⼀个对象中. 把固定功能的代码封装到⼀个代码块, 函数, 对象, 打包成模块. 这都属于封装的思想. 具体的情况具体分析. 比如. 你写了⼀个很⽜B的函数. 那这个也可以被称为封 装. 在⾯向对象思想中. 是把⼀些看似⽆关紧要的内容组合到⼀起统⼀进⾏存储和使⽤. 这就是封装.
  2. 继承: ⼦类可以⾃动拥有⽗类中除了私有属性外的其他所有内容. 说⽩了, ⼉⼦可以随便⽤爹的东⻄. 但是朋友们, ⼀定要认清楚⼀个事情. 必须先有爹, 后有⼉⼦. 顺序不能乱, 在python中实现继承非常 简单. 在声明类的时候, 在类名后⾯添加⼀个⼩括号,就可以完成继承关系. 那么什么情况可以使⽤继 承呢? 单纯的从代码层⾯上来看. 两个类具有相同的功能或者特征的时候. 可以采⽤继承的形式. 提取 ⼀个⽗类, 这个⽗类中编写着两个类相同的部分. 然后两个类分别取继承这个类就可以了. 这样写的 好处是我们可以避免写很多重复的功能和代码. 如果从语义中去分析的话. 会简单很多. 如果语境中 出现了x是⼀种y. 这时, y是⼀种泛化的概念. x比y更加具体. 那这时x就是y的⼦类. 比如. 猫是⼀种动 物. 猫继承动物. 动物能动. 猫也能动. 这时猫在创建的时候就有了动物的"动"这个属性. 再比如, ⽩骨 精是⼀个妖怪. 妖怪天⽣就有⼀个比较不好的功能叫"吃⼈", ⽩骨精⼀出⽣就知道如何"吃⼈". 此时 ⽩骨精继承妖怪.
  3. 多态: 同⼀个对象, 多种形态. 这个在python中其实是很不容易说明⽩的. 因为我们⼀直在⽤. 只是没 有具体的说. 比如. 我们创建⼀个变量a = 10 , 我们知道此时a是整数类型. 但是我们可以通过程序让a = "hello", 这时, a⼜变成了字符串类型. 这是我们都知道的. 但是, 我要告诉你的是. 这个就是多态性. 同⼀个变量a可以是多种形态。
python func merge super 继承

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