App下載

詳細(xì)總結(jié)Python類的多繼承知識(shí)

耳機(jī)依賴患者 2021-08-18 14:34:58 瀏覽數(shù) (4781)
反饋

我們知道python是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言,他有對(duì)象這種基礎(chǔ)概念,所以他也就有對(duì)象的三大屬性:多態(tài),繼承和封裝。在談到繼承的時(shí)候我們會(huì)了解到繼承有兩種形式,一種是單繼承,一種是多繼承,今天我們就來(lái)講講python類的多繼承模式。

一、Python不同版本的類

  • Python2.2之前是沒(méi)有共同的祖先的,之后引入Object類,它是所有類的共同祖先類Object
  • Python2中為了兼容,分為古典類(舊式類)和新式類
  • Python3中全部都是新式類
  • 新式類都是繼承自O(shè)bject的,新式類可以使用super
#古典類在python2.x中運(yùn)行
class A: pass
 
print(dir(A))            #    ['__doc__', '__module__']
print(A.__bases__)        #    ()
a = A()    
print(a.__class__)        #     __main__.A   
print(type(a))            #    <type 'instance'>

新式類

#新式類在python3.x中運(yùn)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、多繼承

OCP原則:多用”繼承“,少修改

繼承的用途:增強(qiáng)基類,實(shí)現(xiàn)多態(tài)

多態(tài)

  • 在面向?qū)ο笾?,父類、子類通過(guò)繼承聯(lián)系在一起,如果可以通過(guò)一套方法,就可以實(shí)現(xiàn)不同變現(xiàn),就是多態(tài)
  • 一個(gè)類繼承自多個(gè)類就是多繼承它將具有多個(gè)類的特征

三、多繼承弊端

多繼承很好的模擬了世界,因?yàn)槭聞?wù)很少單一繼承,但是舍棄簡(jiǎn)單,必然引入復(fù)雜性,帶來(lái)了沖突

如同一個(gè)孩子繼承了來(lái)自父母雙方的特征,那么到底眼睛像爸爸還是媽媽尼?孩子究竟改像誰(shuí)多一點(diǎn)尼?

多繼承的實(shí)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致編譯器設(shè)計(jì)的復(fù)雜度增加,所以現(xiàn)在很多語(yǔ)言舍棄了類的多繼承

C++支持多繼承;Java舍棄了多繼承

  • Java中,一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口,一個(gè)接口也可以繼承多個(gè)接口。Java的接口很純粹,只是方法聲明,繼承者必須實(shí)現(xiàn)這些方法,就具有了這些能力,就能干什么

多繼承可能會(huì)帶來(lái)二義性,例如,貓和狗都繼承自動(dòng)物類,現(xiàn)在一個(gè)類多繼承了貓和狗類,貓和狗都有了shout方法,子類究竟繼承誰(shuí)的shout尼?

  • 解決方案:實(shí)現(xiàn)了多繼承的語(yǔ)言,要解決二義性,深度優(yōu)先或者廣度優(yōu)先

四、Python多繼承實(shí)現(xiàn)

class ClassName(基類列表):
    類體

多繼承帶來(lái)的路徑選擇問(wèn)題,究竟繼承那個(gè)父類的特征尼?

  • 究竟先廣度優(yōu)先,還是深度優(yōu)先

Python使用MRO(method resolution order) 解決類搜索順序問(wèn)題。

  • 經(jīng)典算法,按照定義從左到右,深度優(yōu)先策略【比如Python2.2之前,左圖的MRO算法,MyClass→D→B→A→C→A】
  • 新式類算法,經(jīng)典算法的升級(jí),重復(fù)的只保留最后一個(gè)?!咀髨DMRO是:MyClass→D→B→C→A→object】
  • C3算法,在類被創(chuàng)建出來(lái)的時(shí)候,就計(jì)算除一個(gè)MRO有序列表?!綪ython3唯一支持的算法,左圖中MRO是MyClass→D→B→C→A→object】C3過(guò)于復(fù)雜,沒(méi)必要去記,我們只要記住【object.mro(),顯示繼承的方法,從左到右依次查找】

五、多繼承的缺點(diǎn)

當(dāng)類很多,繼承復(fù)雜的情況下,繼承路徑太多,很難說(shuō)清什么樣的繼承路徑

團(tuán)隊(duì)協(xié)作開(kāi)發(fā),如果引入多繼承,那代碼將不可控

不管編程語(yǔ)言是否支持多繼承,都應(yīng)當(dāng)避免多繼承

Pythond的面向?qū)ο?,我們看到太靈活,太開(kāi)放,所以要團(tuán)隊(duì)守規(guī)矩

六、Mixin 

類有下面的繼承關(guān)系

文檔Document類是其他所有文檔類的抽象基類,Word、Pdf類是Document的子類

需求:為Document子類提供打印能力思路:

1、在Document中提供print方法

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

基類提供的方法不因該具體實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗幢剡m合子類的打印,子類中需要覆蓋重寫。

print算是一種能力 -- 打印功能,不是所有的Document的子類都需要的,所以,從這個(gè)角度出發(fā)有點(diǎn)問(wèn)題

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:需要打印的子類上增加

如果現(xiàn)有子類上直接增加,違反了OCP的原則,所以應(yīng)該繼承后增加

class Document:        # 不允許修改
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content
 
    def print(self):
        print(self.coutent)
 
class Word(Document): pass    # 不允許修改
 
class Pdf(Document):  pass    #    不允許修改
 
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

看似不錯(cuò),如果還要提供其他類似能力,如何繼承?

應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò),文檔應(yīng)該具備序列化的能力,類上就應(yīng)該實(shí)現(xiàn)序列化可序列化還可能分為使用pickle、josn、messagepack等

這個(gè)時(shí)候,發(fā)現(xiàn),類又可能太多了,繼承的方式不是很好了

功能太多,A類需要某幾樣功能,B類需要另外幾樣功能,很繁瑣

思路三:裝飾器,用裝飾器增強(qiáng)一個(gè)類,把功能給類附加上去,那個(gè)類需要,就裝飾它

def printable(cls):
    def _print(self):
        print("_print 裝飾器 {}".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    #先繼承,后裝飾
 
 
print(PrinttableWord.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '__doc__': None, 'print': <function printable.<locals>._print at 0x0173C228>}
a = PrinttableWord("tom")
a.print()   #   _print 裝飾器 tom

優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單方便,在需要的地方動(dòng)態(tài)增加

思路四:Mixin  【用類去繼承】

先看代碼

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就是其他類混合進(jìn)來(lái),同時(shí)帶來(lái)了類的屬性和方法

這里看來(lái)Mixin類和裝飾器效果一樣,也什么特別的,但是Mixin是類,就可以繼承,增強(qiáng)功能

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類

Minxin本質(zhì)上就是多繼承實(shí)現(xiàn)的

Mixin體現(xiàn)的是一種組合的設(shè)計(jì)模式

在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中,一個(gè)負(fù)載的類,往往需要很多功能,而這些功能有來(lái)自不同的類提供,這就需要很多的類組合在一起

從設(shè)計(jì)模式的角度來(lái)說(shuō),多組合,少繼承。

  • Mixin類的使用原則
  • Mixin類中不應(yīng)該顯示的出現(xiàn)__init__初始化方法
  • Mixin類通常不能獨(dú)立工作,因?yàn)樗菧?zhǔn)備混入別的類中的部分功能實(shí)現(xiàn)
  • Mixin類的祖先類也應(yīng)該是Mixin類
  • 使用時(shí),Mixin類通常在繼承列表第一個(gè)位置,例如:class PrintableWord(PrintableMixin,Word):pass

以上就是Python類的多繼承知識(shí)的詳細(xì)總結(jié)了,希望能給各位小伙伴一個(gè)參考,也希望大家以后多多支持W3Cschool!


0 人點(diǎn)贊