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python全栈学习记录（二十一）类的继承、派生、组合

article 2024/12/23 10:57:47

类的继承、派生、组合

文章目录

类的继承、派生、组合
一、类的继承
二、派生
三、组合

一、类的继承

继承是一种新建类的方式，新建的类称为子类，被继承的类称为父类。
继承的特性是：子类会遗传父类的属性（继承是类与类之间的关系）。

继承的好处就是可以减少代码的冗余。
在python中支持一个类同时继承多个父类。python3中如果一个类没有继承任何类，那默认继承object类，在python2中如果一个类没有继承任何类，不会继承object类。
新式类：但凡继承了object的类以及该类的子类都是新式类。
经典类：没有继承object的类以及该类的子类都是经典类。
在python3中都是新式类，只有在python2中才区别新式类与经典类。
新式类可以通过内置的__str__方法修改实例的打印值。

类继承类时只需要才()中写上需要继承的类即可，可以通过类的__bases__属性查看该类继承的类。

class A():
    pass

class B(A):
    def __str__(self):
        return 'from B'

print(B.__bases__)
b=B()
print(b)
<<< (<class '__main__.A'>,)
<<< from B

类的继承是为了减少代码的冗余：

class People:
    school='五道口职业技术学院'
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

class Student(People):
    pass

class Teacher(People):
    pass

s=Student('张三',18)
t=Teacher('李四',40)
print(s.school,t.school)
print(s.name,t.name)
<<<五道口职业技术学院 五道口职业技术学院
<<<张三 李四

上述代码中Student和Teacher中没有__init__方法和school属性，初始化时就会取父类People中找。People作为Student和Teacher的父类，存储了__init__方法和school属性就避免了Student和Teacher中重复存储代码的问题。

菱形继承：当一个子继承多个父类时，多个父类最终继承了同一个类，称之为菱形继承
菱形继承的问题：

经典类下查找属性：深度优先查找
新式类下查找属性：广度优先查找

总结一下，类中属性查找，方法继承的方式为：实例、实例对应的类、父类

如果继承关系是非菱形的，类的继承会按直接继承的顺序先找完一条路，再去找其他的路。如图所示的继承顺序为：先找最左侧的路B、E，再找中间的路C，最后找右侧的路D、F。也可以通过mro表直接查看类的继承顺序。
在这里插入图片描述

class F():
    pass

class E():
    pass

class B(E):
    pass

class C():
    pass
class D(F):
    pass

class A(B,C,D):
    pass

print(A.__mro__)
<<< (<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.F'>, <class 'object'>)

菱形继承的实现原理(新式类)：图中的继承顺序为：首先按A的直接继承顺序找B这条路为B、E，到两条路相交的节点G后会跳转到下一条路C，再到下一条路D，找到D、F，当三条路全部找完以后再找节点G，之后再找F。

在这里插入图片描述

class H():
    pass

class G(H):
    pass
class F(G):
    pass

class E(G):
    pass

class B(E):
    pass

class C():
    pass
class D(F):
    pass

class A(B,C,D):
    pass

print(A.__mro__)
<<< (<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.F'>, <class '__main__.G'>, <class '__main__.H'>, <class 'object'>)

由于一个类可以继承多个父类会导致复杂的菱形继承问题，所以python中设置了Mixins规范(阅读俗称的规范)

class Vehicle:
    pass

class FlyableMixin:
    """
    飞行功能
    """
    print('flying')
    
class CivilAircraft(FlyableMixin,Vehicle):
    pass

class Helicopter(FlyableMixin,Vehicle):
    pass

如上代码中CivilAircraft、Helicopter表示两种类型的飞机，而飞机既属于交通工具又能飞行，为了避免复杂的多类继承问题，我们人为规定FlyableMixin表示一种功能混入CivilAircraft、Helicopter继承的类中用以提示代码阅读者FlyableMixin并不被视为父类，而Vehicle才是真正的父类。
Mixins规范注意点：

mixins类必须表示某种功能混入继承的类中，且一般以mixin、able、ible为后缀
mixins类表示的功能单一，如果需要混入多个功能必须写多个mixins类
子类即便没有继承mixins类依然可以工作，只是子类会缺少某个功能
mixins类功能的实现不依赖继承它的子类

二、派生

派生：子类中新定义的属性，子类在使用时始终以自己的为准。

class People:
    school='五道口职业技术学院'
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

class Student(People):
    def __init__(self,name,age,class_name):
        #People.__init__(self,name,age)
        super(Student,self).__init__(name,age)
        self.class_name=class_name

s=Student('张三',18,'一班')
print(s.name,s.age,s.class_name)
<<<张三 18 一班

上述代码中Student类派生了People的__init__方法，加入了class_name参数的初始化。由于name和age参数的初始化在People类中已经存在，为了避免代码的重复，可以重用父类的__init__方法。重用的方法有两种，一种是直接指名道姓使用People类的__init__方法，这种方式必须将self参数也传如__init__方法中；另一种是使用super函数继承People类的__init__方式，这种方式无需传入self参数，super会自动将函数中的self传给父类的__init__方法。在python3中super()中的参数可以不写，但是python2中super()中传的参数必须写上，并且必须是新式类才能使用super。
注意点：

super函数会以调用super函数的类为起始按类的继承顺序向后寻找继承的方法。可以通过mro表查看super的继承顺序。
__mro__和__bases__的区别在于__bases__只能查看类直接的继承顺序，而__mro__可以查看类所以的继承顺序。

class F():
    pass
class A(F):
    def f1(self):
        print('from A')
        super().f1()

class B():
    def f1(self):
        print('from B')

class C(A,B):
    def f1(self):
        print('from C')
        super().f1()

c=C()
print(C.__mro__)
print(C.__bases__)
<<< (<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.F'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)
<<< (<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>)
c.f1()
<<< from C
<<< from A
<<< from B

上述代码中c.f1()首先会运行C中的f1代码，然后运行super().f1()，此刻调用super的类是C，mro表中以C为起始向后寻找继承关系，找到A类的f1函数，再次运行super函数，再次在mro表中以A为起始向后找，找到B类，运行B的f1函数。

三、组合

组合就是一个类的对象具备某一个属性，该属性的值是指向另外外一个类的对象。
组合也是用来解决类与类直接代码冗余问题的。

class Course():
    def __init__(self,name,price):
        self.name=name
        self.price=price

class Teacher():
    def __init__(self,name):
        self.name=name
        self.course=[]

python=Course('python',1000)
c=Course('c',500)

t1=Teacher('张1')
t2=Teacher('张2')
#将t1、t2的course属性和python、c组合到一起以便于使用course属性可以直接参考price属性的值
t1.course.extend([python,c])
t2.course.append(c)
print(t1.course[0].price)
print(t2.course[0].price)
<<<1000
<<<500