详细总结Python类的多继承知识
目录
- 一、Python不同版本的类
- 二、多继承
- 三、多继承弊端
- 四、Python多继承实现
- 五、多继承的缺点
- 六、Mixin
- 七、Mixin类
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
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