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面向对象:继承

2019年08月05日 | 移动技术网IT编程 | 我要评论

一：什么面向对象的继承？

比较官方的说法就是：

继承（英语：inheritance）是面向对象软件技术当中的一个概念。如果一个类别a“继承自”另一个类别b，就把这个a称为“b的子类别”，而把b称为“a的父类别”也可以称“b是a的超类”。继承可以使得子类别具有父类别的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码。在令子类别继承父类别的同时，可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父类别的原有属性和方法，使其获得与父类别不同的功能。另外，为子类别追加新的属性和方法也是常见的做法。一般静态的面向对象编程语言，继承属于静态的，意即在子类别的行为在编译期就已经决定，无法在执行期扩充。

字面意思就是：子承父业，合法继承家产，就是如果你是独生子，而且你也很孝顺，不出意外，你会继承你父母所有家产，他们的所有财产都会由你使用（败家子儿除外）。

那么用一个例子来看一下继承：

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

# 继承的用法：
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

view code

继承的有点也是显而易见的：

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。

二继承的分类。

就向上面的例子：

aminal 叫做父类,基类,超类。
person cat dog: 子类，派生类。
继承：可以分单继承，多继承。

这里需要补充一下python中类的种类（继承需要）：

在python2x版本中存在两种类.：
　　⼀个叫经典类. 在python2.2之前. ⼀直使⽤的是经典类. 经典类在基类的根如果什么都不写.
　　⼀个叫新式类. 在python2.2之后出现了新式类. 新式类的特点是基类的根是object类。
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

三，单继承。

3.1 类名，对象执行父类方法

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(self)
        print('吃东西')


class person(aniaml):
    pass


class cat(aniaml):
    pass


class dog(aniaml):
    pass

# 类名：
print(person.type_name)  # 可以调用父类的属性，方法。
person.eat(111)
print(person.type_name)

# 对象：
# 实例化对象
p1 = person('春哥','男',18)
print(p1.__dict__)
# 对象执行类的父类的属性，方法。
print(p1.type_name)
p1.type_name = '666'
print(p1)
p1.eat()

类名，对象分别调用父类方法

3.2 执行顺序

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(self)
        print('吃东西')

class person(aniaml):
    
    def eat(self):
        print('%s 吃饭'%self.name)
        
class cat(aniaml):
    pass

class dog(aniaml):
    pass

p1 = person('barry','男',18)
# 实例化对象时必须执行__init__方法,类中没有，从父类找，父类没有，从object类中找。
p1.eat()
# 先要执行自己类中的eat方法，自己类没有才能执行父类中的方法。

执行顺序

3.3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夜用，那么就在子类的方法中写上：

父类.func(对象,其他参数)

举例说明：

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):
        '''
        self = p1
        name = '春哥'
        sex = 'laddboy'
        age = 18
        mind = '有思想'
        '''
        # aniaml.__init__(self,name,sex,age)  # 方法一
        self.mind = mind

    def eat(self):
        super().eat()
        print('%s 吃饭'%self.name)
class cat(aniaml):
    pass

class dog(aniaml):
    pass

# 方法一： aniaml.__init__(self,name,sex,age)
# p1 = person('春哥','laddboy',18,'有思想')
# print(p1.__dict__)

# 对于方法一如果不理解：
# def func(self):
#     print(self)
# self = 3
# func(self)

方法二：

利用super，super().func(参数)

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):
        '''
        self = p1
        name = '春哥'
        sex = 'laddboy'
        age = 18
        mind = '有思想'
        '''
        # super(person,self).__init__(name,sex,age)  # 方法二
        super().__init__(name,sex,age)  # 方法二
        self.mind = mind

    def eat(self):
        super().eat()
        print('%s 吃饭'%self.name)
class cat(aniaml):
    pass

class dog(aniaml):
    pass
# p1 = person('春哥','laddboy',18,'有思想')
# print(p1.__dict__)

单继承练习题：

# 1
class base:
    def __init__(self, num):
        self.num = num
    def func1(self):
        print(self.num)

class foo(base):
    pass
obj = foo(123)
obj.func1() # 123 运⾏的是base中的func1  

# 2      
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() # foo. func1 123 运⾏的是foo中的func1       

# 3         
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() # foo. func1 123 运⾏的是foo中的func1     
# 4
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() # 123 foo.func2 func1是base中的 func2是⼦类中的 
# 再来
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() # 111 1 | 111 2 | 222 3

# 再来
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() # 那笔来吧. 好好算

view code

四，多继承

class shenxian: # 神仙
    def fei(self):
        print("神仙都会⻜")
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
    pass
sxz = sunwukong() # 孙悟空
sxz.chitao() # 会吃桃⼦
sxz.fei() # 会⻜

　　此时, 孙悟空是⼀只猴⼦, 同时也是⼀个神仙. 那孙悟空继承了这两个类. 孙悟空⾃然就可以执⾏这两个类中的⽅法. 多继承⽤起来简单. 也很好理解. 但是多继承中, 存在着这样⼀个问题. 当两个⽗类中出现了重名⽅法的时候. 这时该怎么办呢? 这时就涉及到如何查找⽗类⽅法的这么⼀个问题.即mro(method resolution order) 问题. 在python中这是⼀个很复杂的问题. 因为在不同的python版本中使⽤的是不同的算法来完成mro的.

这里需要补充一下python中类的种类（继承需要）：

4.1经典类的多继承

虽然在python3中已经不存在经典类了. 但是经典类的mro最好还是学⼀学. 这是⼀种树形结构遍历的⼀个最直接的案例. 在python的继承体系中. 我们可以把类与类继承关系化成⼀个树形结构的图. 来, 上代码:

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

代码示例

对付这种mro画图就可以：

继承关系图已经有了. 那如何进⾏查找呢? 记住⼀个原则. 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.

图中每个圈都是准备要送鸡蛋的住址. 箭头和⿊线表⽰线路. 那送鸡蛋的顺序告诉你入⼝在最下⾯r. 并且必须从左往右送. 那怎么送呢?

如图. 肯定是按照123456这样的顺序来送. 那这样的顺序就叫深度优先遍历. ⽽如果是142356呢? 这种被称为⼴度优先遍历. 好了. 深度优先就说这么多. 那么上⾯那个图怎么找的呢? mro是什么呢? 很简单. 记住. 从头开始. 从左往右. ⼀条路跑到头, 然后回头. 继续⼀条路跑到头. 就是经典类的mro算法.

类的mro: foo-> h -> g -> f -> e -> d -> b -> a -> c. 你猜对了么?

4.2新式类的多继承

4.2.1 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：

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

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

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。

4.2.2. 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

4.2.3. 列表之间的+操作
+操作：

[a] + [b] = [a, b]
（以下的计算中默认省略）
---------------------

merge操作示例：

如计算merge( [e,o], [c,e,f,o], [c] )
有三个列表 ：  ①      ②          ③

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：

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]
---------------------

结果ok. 那既然python提供了. 为什么我们还要如此⿇烦的计算mro呢? 因为笔
试.......你在笔试的时候, 是没有电脑的. 所以这个算法要知道. 并且简单的计算要会. 真是项⽬
开发的时候很少有⼈这么去写代码.

这个说完了. 那c3到底怎么看更容易呢? 其实很简单. c3是把我们多个类产⽣的共同继
承留到最后去找. 所以. 我们也可以从图上来看到相关的规律. 这个要⼤家⾃⼰多写多画图就
能感觉到了. 但是如果没有所谓的共同继承关系. 那⼏乎就当成是深度遍历就可以了

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