继承与派生

继承与派生

1.继承

1.继承是一种创建新类的方式，新建的类可称为子类或派生类，父类又可称为基类或超类

2.需要注意的是：python支持多继承。在Python中，新建的类可以继承一个或多个父类

class Parent1（object): #定义父类
    pass

class Parent2（object): #定义父类
    pass

class SubClass1(Parent1): #单继承
    pass

class SubClass2(Parent1,Parent2): #多继承
    pass
通过类的内置属性__bases__可以查看类继承的所有父类
print(Parent1.__bases__)
print(Parent2.__bases__)
print(SubClass1.__bases__)
print(SubClass2.__bases__)
# (<class 'object'>,)
# (<class 'object'>,)
# (<class '__main__.Parent1'>,)
# (<class '__main__.Parent1'>, <class '__main__.Parent2'>)

  • 在Python2中有经典类与新式类之分

    经典类：没有显式地继承object类的类，以及该类的子类，都是经典类

    新式类：显式地继承object的类，以及该类的子类，都是新式类。

  • 在Python3中，即使没有显式地继承object，也会默认继承该类 。

print(Parent1.__bases__)
print(Parent2.__bases__)

3.python的多继承

  • python的多继承的优点和缺点

优点：子类可以同时遗传多个父类的属性，最大限度地重用代码

缺点：

1、违背人的思维习惯：继承表达的是一种什么"是"什么的关系

2、代码可读性会变差

3、不建议使用多继承，有可能会引发可恶的菱形问题，扩展性变差，如果真的涉及到一个子类不可避免地要重用多个父类的属性，应该使用Mixins

  • 使用继承的原因：用来解决类与类之间代码冗余问题

  • 如何实现继承：

    示范1：类与类之间存在冗余问题

# class Student:
#     school='OLDBOY'
#
#     def __init__(self,name,age,sex):
#         self.name=name
#         self.age=age
#         self.sex=sex
#
#     def choose_course(self):
#         print('学生%s 正在选课' %self.name)
#
#
# class Teacher:
#     school='OLDBOY'
#
#     def __init__(self,name,age,sex,salary,level):
#         self.name=name
#         self.age=age
#         self.sex=sex
#         self.salary=salary
#         self.level=level
#
#     def score(self):
#         print('老师 %s 正在给学生打分' %self.name)

示范2：基于继承解决类与类之间的冗余问题

class OldboyPeople:
    school_name = 'oldboy'
    def __init__(self, name, age, sex):
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
class Student(OldboyPeople):
    def choice_class(self):
        print('%s正在选课'%self.name)
stu=Student('css',18,'female')
stu.choice_class()
print(stu.__dict__)
class Teacher(OldboyPeople):
    def __init__(self, name, age, sex,salary,grade):
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.salary = salary
        self.grade = grade

    def score(self):
        print('%s正在打分' % self.name)
tea=Teacher('cll',23,'female',1000,3)
print(tea.__dict__)
tea.score()

2.属性查找

1.单继承背景下的属性查找

示范1：

class Foo:
    def f1(self):
        print('Foo.f1')
    def f2(self):
        print('Foo.f2')
        self.f1()

class Bar(Foo):
    def f1(self):
        print('Foo.f1')
b=Bar()
b.f2()

示范2：

# class Foo:
#     def f1(self):
#         print('Foo.f1')
#
#     def f2(self):
#         print('Foo.f2')
#         Foo.f1(self) # 调用当前类中的f1
#
# class Bar(Foo):
#     def f1(self):
#         print('Bar.f1')
#
# obj=Bar()
# obj.f2()
#
# # Foo.f2
# # Foo.f1

示范3：

class Foo:
    def __f1(self): # _Foo__f1
        print('Foo.f1')

    def f2(self):
        print('Foo.f2')
        self.__f1() # self._Foo__f1,# 调用当前类中的f1

class Bar(Foo):
    def __f1(self): # _Bar__f1
        print('Bar.f1')

obj=Bar()
obj.f2()

# Foo.f2
# Foo.f1

3.继承的实现原理

1.菱形问题介绍与MRO

在Python中，一个子类是可以同时继承多个父类的，这固然可以带来一个子类可以对多个不同父类加以重用的好处，但也有可能引发著名的 Diamond problem菱形问题(或称钻石问题，有时候也被称为“死亡钻石”)

A类在顶部，B类和C类分别位于其下方，D类在底部将两者连接在一起形成菱形

这种继承结构下导致的问题称之为菱形问题

class A(object):
    def test(self):
        print('from A')
class B(A):
    pass
    # def test(self):
    #     print('from B')
class C(A):
    pass
    # def test(self):
    #     print('from C')
class D(B,C):
    pass
    # def test(self):
    #     print('from D')
print(D.mro())  # 类D以及类D的对象访问属性都是参照该类的mro列表
obj = D()
obj.test()
print(D.test)

print(C.mro()) # 类C以及类C的对象访问属性都是参照该类的mro列表
c=C()
c.test()

总结：类相关的属性查找（类名.属性，该类的对象.属性），都是参照该类的mro

2.继承原理

>>> D.mro() # 新式类内置了mro方法可以查看线性列表的内容，经典类没有该内置该方法
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。

合并所有父类的MRO列表遵循三条准则 ：

1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

所以obj.test()的查找顺序是，先从对象obj本身的属性里找方法test，没有找到，则参照属性查找的发起者(即obj)所处类D的MRO列表来依次检索，首先在类D中未找到，然后再B中找到方法test

1.由对象发起的属性查找，会从对象自身的属性里检索，没有则会按照对象的类.mro()规定的顺序依次找下去，
2.由类发起的属性查找，会按照当前类.mro()规定的顺序依次找下去，

3 深度优先和广度优先

1.多继承是非菱形继承：

经典类与新式的属性查找顺序一样：都是一个分支一个分支地找下去，然后最后找object

class E:
    # def test(self):
    #     print('from E')
    pass
class F:
    def test(self):
        print('from F')
class B(E):
    # def test(self):
    #     print('from B')
    pass
class C(F):
    # def test(self):
    #     print('from C')
#     pass
class D:
    def test(self):
        print('from D')
class A(B, C, D):
     # def test(self):
    #     print('from A')
    pass
# 新式类
 # print(A.mro()) # A->B->E->C->F->D->object
obj = A()
obj.test() # 结果为：from F

2.多继承是菱形继承

经典类与新式类的属性查找顺序不一样：

经典类：深度优先，会在检索第一条分支的时候就直接一条道走到黑，即会检索大脑袋（共同的父类）

新式类：广度优先，会在检索最后一条分支的时候检索大脑袋

class G: # 在python2中，未继承object的类及其子类，都是经典类
    # def test(self):
    #     print('from G')
    pass

class E(G):
    # def test(self):
    #     print('from E')
    pass

class F(G):
    def test(self):
        print('from F')

class B(E):
    # def test(self):
    #     print('from B')
    pass

class C(F):
    def test(self):
        print('from C')

class D(G):
    def test(self):
        print('from D')

class A(B,C,D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass

# 新式类
# print(A.mro()) # A->B->E->C->F->D->G->object

# 经典类：A->B->E->G->C->F->D
obj = A()
obj.test()

总结：

多继承要用，但是规避几点问题

1、继承结构尽量不要过于复杂

2、推荐使用mixins机制：在多继承的背景下满足继承的什么"是"什么的关系

4 Python Mixins机制

多继承的正确打开方式：mixins机制

mixins机制核心：就是在多继承背景下尽可能地提升多继承的可读性

ps：让多继承满足人的思维习惯=》什么"是"什么

class Vehicle:
    pass

class FlyableMixin:
    def fly(self):
        pass

class CivilAircraft(FlyableMixin,Vehicle):  # 民航飞机
    pass

class Helicopter(FlyableMixin,Vehicle):  # 直升飞机
    pass

class Car(Vehicle):  # 汽车并不会飞，但按照上述继承关系，汽车也能飞了
    pass
import socketserver
#补充：通常Mixin结果的类放在左边

Mixins机制指的是子类混合(mixin)不同类的功能，而这些类采用统一的命名规范（例如Mixin后缀），以此标识这些类只是用来混合功能的，并不是用来标识子类的从属"is-a"关系的，所以Mixins机制本质仍是多继承

使用Mixin类实现多重继承要非常小心

  • 首先它必须表示某一种功能，而不是某个物品，python 对于mixin类的命名方式一般以 Mixin为后缀
  • 其次它必须责任单一，如果有多个功能，那就写多个Mixin类，一个类可以继承多个Mixin，为了保证遵循继承的“is-a”原则，只能继承一个标识其归属含义的父类
  • 然后，它不依赖于子类的实现
  • 最后，子类即便没有继承这个Mixin类，也照样可以工作，就是缺少了某个功能。

4.派生与方法重用

派生：子类中衍生出的新东西

  • 子类独有，父类没有
  • 子类有，父类也有，子类是完全覆盖父类的
  • 子类有，父类也有，子类是在父类的基础上进行拓展

1.在子类派生的新方法中如何重用父类的功能：

class A(object):
            def f1(self):
                pass

        class B(A):
            def f1(self):
                A.f1(self)
                拓展的代码

方式一：指名道姓调用某一个类下的函数=》不依赖于继承关系

class OldboyPeople:
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex
    def f1(self):
        print('%s say hello' %self.name)
class Teacher(OldboyPeople):
    def __init__(self,name,age,sex,level,salary):
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,sex)
        self.level = level
        self.salary=salary
tea_obj=Teacher('egon',18,'male',10,3000)
print(tea_obj.__dict__)
#{'name': 'egon', 'age': 18, 'sex': 'male', 'level': 10, 'salary': 3000}

方式二：super()调用父类提供给自己的方法=》严格依赖继承关系，调用super()会得到一个特殊的对象，该对象会参照发起属性查找的那个类的mro,去当前类的父类中找属性

class OldboyPeople:
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex
    def f1(self):
        print('%s say hello' %self.name)
class Teacher(OldboyPeople):
    def __init__(self,name,age,sex,level,salary):
        # super(Teacher,self).__init__(name,age,sex) #python2
        super().__init__(name,age,sex) # 调用的是方法，自动传入对象
        self.level = level
        self.salary=salary
print(Teacher.mro())#[<class '__main__.Teacher'>, <class '__main__.OldboyPeople'>, <class 'object'>]
tea_obj=Teacher('egon',18,'male',10,3000)
print(tea_obj.__dict__) #{'name': 'egon', 'age': 18, 'sex': 'male', 'level': 10, 'salary': 3000}

super()案例

class A:
    def test(self):
        print('from A')
        super().test()
class B:
    def test(self):
        print('from B')
class C(A,B):
    pass
obj=C()
obj.test() #from A #from B
print(C.mro()) #[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]

class A:
    def test(self):
        print('from A')
        super().test1()
class B:
    def test(self):
        print('from B')
class C(A,B):
    def test1(self):
        print('from C')
obj=C()
obj.test()#找不到text1
print(C.mro())
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