详细总结Python类的多继承知识

时间:2022-05-13 08:18:41

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
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#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

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#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

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class classname(基类列表):
    类体

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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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