Python面向对象编程——继承与派生

Python面向对象编程——继承与派生

1、初始继承

一、什么是继承

继承指的是类与类之间的关系，是一种什么“是”什么的关系，继承的功能之一就是用来解决代码重用问题。

继承是一种建立新类的方式，在python中，新建的类能够继承一个或多个父类，父类又能够成为基类或超类，新建的类称为派生类或子类

二、python中类的继承分为：单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类
    pass

class ParentClass2: #定义父类
    pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
    pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass

三、查看继承

>>> SubClass1.__bases__ #__base__只查看从左到右继承的第一个子类，__bases__则是查看全部继承的父类
(<class '__main__.ParentClass1'>,)
>>> SubClass2.__bases__
(<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)

四、经典类与新式类

1.只有在python2中才分新式类和经典类，python3中统一都是新式类
2.在python2中，没有显式的继承object类的类，以及该类的子类，都是经典类
3.在python2中，显式地声明继承object的类，以及该类的子类，都是新式类
4.在python3中，不管是否继承object，都默认继承object，即python3中全部类均为新式类

注：若是没有指定基类，python的类会默认继承object类，object是全部python类的基类，它提供了一些常见方法（如__str__）的实现。

>>> ParentClass1.__bases__
(<class 'object'>,)
>>> ParentClass2.__bases__
(<class 'object'>,)

2、继承与抽象（先抽象再继承）

抽象即抽取相似或者说比较像的部分。

抽象分红两个层次：

一、将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；

二、将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的做用是划分类别（能够隔离关注点，下降复杂度）

继承：是基于抽象的结果，经过编程语言去实现它，确定是先经历抽象这个过程，才能经过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程当中，一个动做或者说一种技巧，经过抽象能够获得类。

3、继承与重用性

在开发程序的过程当中，若是咱们定义了一个类A，而后又想新创建另一个类B，可是类B的大部份内容与类A的相同时，咱们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。

经过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的全部属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用。

class Hero:
    def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value):
        self.nickname=nickname
        self.aggressivity=aggressivity
        self.life_value=life_value

    def move_forward(self):
        print('%s move forward' %self.nickname)

    def move_backward(self):
        print('%s move backward' %self.nickname)

    def move_left(self):
        print('%s move forward' %self.nickname)

    def move_right(self):
        print('%s move forward' %self.nickname)

    def attack(self,enemy):
        enemy.life_value-=self.aggressivity
class Garen(Hero):
    pass

class Riven(Hero):
    pass

g1=Garen('草丛伦',100,300)
r1=Riven('锐雯雯',57,200)

print(g1.life_value) #结果:300
r1.attack(g1)
print(g1.life_value) #结果:243

注：用已经有的类创建一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分，大大节省了编程工做量，这就是常说的软件重用，不只能够重用本身的类，也能够继承别人的，好比标准库，来定制新的数据类型，这样就是大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来讲，意义重大。

4、再看属性查找

像g1.life_value之类的属性引用，会先从实例中找life_value而后去类中找，而后再去父类中找...直到最顶级的父类。那么如何解释下面的打印结果呢？

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

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

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


b=Bar()
b.f2()

# 打印结果:
# Foo.f2
# Bar.f1

5、派生

固然子类也能够添加本身新的属性或者在本身这里从新定义这些属性（不会影响到父类），须要注意的是，一旦从新定义了本身的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以本身为准了。

class Riven(Hero):
    camp='Noxus'
    def attack(self,enemy): #在本身这里定义新的attack,再也不使用父类的attack,且不会影响父类
        print('from riven')
    def fly(self): #在本身这里定义新的
        print('%s is flying' %self.nickname)

在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能须要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，所以即使是self参数也要为其传值。

class Riven(Hero):
    camp='Noxus'
    def __init__(self,nickname,aggressivity,life_value,skin):
        Hero.__init__(self,nickname,aggressivity,life_value) #调用父类功能
        self.skin=skin #新属性
    def attack(self,enemy): #在本身这里定义新的attack,再也不使用父类的attack,且不会影响父类
        Hero.attack(self,enemy) #调用功能
        print('from riven')
    def fly(self): #在本身这里定义新的
        print('%s is flying' %self.nickname)

r1=Riven('锐雯雯',57,200,'比基尼')
r1.fly()
print(r1.skin)

'''
运行结果
锐雯雯 is flying
比基尼
'''

6、继承的实现与原理

python究竟是如何实现继承的，对于你定义的每个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的全部基类的线性顺序列表，例如

>>> F.mro() #等同于F.__mro__
[<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, 
<class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

为了实现继承,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。而这个MRO列表的构造是经过一个C3线性化算法来实现的。咱们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并全部父类的MRO列表并遵循以下三条准则:

一、子类会先于父类被检查。

二、多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查。

三、若是对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类。

在Java和C#中子类只能继承一个父类，而Python中子类能够同时继承多个父类，若是继承了多个父类，那么属性的查找方式有两种，分别是：深度优先和广度优先。

示范代码：

class A(object):
    def test(self):
        print('from A')

class B(A):
    def test(self):
        print('from B')

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

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

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

class F(D,E):
    # def test(self):
    #     print('from F')
    pass
f1=F()
f1.test()
print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性能够查看线性列表，经典类没有这个属性

#新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A
#经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C
#python3中统一都是新式类
#pyhon2中才分新式类与经典类

7、在子类中调用父类的方法

在子类派生出的新方法中，每每须要重用父类的方法，咱们有两种方式实现

方式一：指名道姓，即父类名.父类方法()

class Vehicle: #定义交通工具类
     Country='China'
     def __init__(self,name,speed,load,power):
         self.name=name
         self.speed=speed
         self.load=load
         self.power=power

     def run(self):
         print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power)
        self.line=line

    def run(self):
        print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
        Vehicle.run(self)  # 指名道姓的调用

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

方式二：super()

class Vehicle: #定义交通工具类
     Country='China'
     def __init__(self,name,speed,load,power):
         self.name=name
         self.speed=speed
         self.load=load
         self.power=power

     def run(self):
         print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        #super(Subway,self) 就至关于实例自己 在python3中super()等同于super(Subway,self)
        super().__init__(name,speed,load,power)
        self.line=line

    def run(self):
        print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
        super(Subway,self).run()

class Mobike(Vehicle):#摩拜单车
    pass

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

这两种方式的区别是：方式一是跟继承没有关系的，而方式二的super()是依赖于继承的，而且即便没有直接继承关系，super仍然会按照mro继续日后查找。

#A没有继承B,可是A内super会基于C.mro()继续日后找
class A:
    def test(self):
        super().test()
class B:
    def test(self):
        print('from B')
class C(A,B):
    pass

c=C()
c.test() #打印结果:from B


print(C.mro())
#[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]