Python中類的mro與繼承關係詳解(二)

2022-07-28 14:01:59

前言

版本：

windows 10.0
python 3.8

多重繼承

在Python數位比較與類結構中有簡略提到類，且在Python中類的mro與繼承關係詳解稍有解釋繼承關係，用到一個基礎類別Animal如下：

class Animal:
    property_ = '能夠思考'

    def __init__(self, name, age, value):
        self.name_ = name
        self.age_ = age
        self.val_ = val

再定義Action活動作為另一個基礎類別：

class Action:

    def __init__(self, action, val):
        self.action_ = action
        self.val_ = val

現在需定義一個Dog類，不僅是動物，還能夠跑，可以來繼承上面兩個類來定義：

class Dog(Animal, Action):

    def __init__(self, name, age, action, val):
        Animal.__init__(self, name, age, val+1)
        Action.__init__(self, action, val)

dog = Dog('大福', 8, '跑', 78)
print(dog.__dict__)
# {'name_': '大福', 'age_': 8, 'val_': 78, 'action_': '跑'}

發現列印出的範例屬性，好像字典的鍵值更新，先初始化Animal時，val傳入的值為79，而後被更新為78，這裡為什麼不能像繼承單個類一樣直接用super方法代替呢。

上一篇有提到mro解析順序，可進行嘗試，不重寫__init__方法，發現Dog類只能傳入三個引數，且都為Animal類的引數，因為繼承的兩個父類別都有該方法，優先繼承左邊的父類別方法，如果想都繼承可以考慮這樣的形式，然而會提高後續維護的困難性。

可以將最左邊的父類別改成super方式：

class Dog(Animal, Action):

    def __init__(self, name, age, action, val):
        super().__init__(name, age, val+1)
        Action.__init__(self, action, val)

mro解析順序，與上面所述一致：

Dog.mro()
# [__main__.Dog, __main__.Animal, __main__.Action, object]

祖孫類

如再進行繼承，視Dog為父類別，其Animal,Action都為祖父類別，定義一個Pet類：

class Pet(Dog):
    pass
pet = Pet('大福', 8, '跑', 78)

傳入引數，和範例化的物件跟Dog一樣，如果需要改寫某個方法，可以參照之前的方法進行改寫，另外若在保留原方法的邏輯上進行補充則用super方法。

Pet類的mro：

Pet.mro()
# [__main__.Pet, __main__.Dog, __main__.Animal, __main__.Action, object]

思考片刻

通過上面的繼承及對應的mro解析順序，可以思考以下通過多重繼承類後，輸出的x屬性值為多少：

class Alpha:
    def __init__(self, val):
        self.x = val

class Beta(Alpha):
    pass

class Gamma:
    def __init__(self, val):
        self.x = val + 1
class Omega(Gamma):
    def __init__(self, val):
        super().__init__(val + 1)
class Kappa(Beta, Omega):
    pass
k = Kappa(1)
print(k.x)

如果腦內沒有一個mro解析順序圖，這裡準備了：

[__main__.Kappa, __main__.Beta, __main__.Alpha, __main__.Omega, __main__.Gamma, object]

這裡或許會有疑問，Beta後面不是Omega嗎？怎麼到Alpha了，可以先看下Omega，繼承Gamma，而Gamma跟Alpha並不是同源的，類似於Dog類的繼承，那麼優先就會使用Alpha的__init__方法，所以在傳入引數值1的時候，僅執行了Alpha內的self.x = val，屬性x被賦值成1，在最後print輸出即為1，列印結果檢查：

print(k.x)
# 1

若把Gamma類改成繼承Alpha類，再次猜測print(k.x)的值為多少？

class Alpha:
    def __init__(self, val):
        self.x = val

class Beta(Alpha):
    pass

class Gamma(Alpha):
    def __init__(self, val):
        self.x = val + 1

class Omega(Gamma):
    def __init__(self, val):
        super().__init__(val + 1)

class Kappa(Beta, Omega):
    pass

k = Kappa(1)
print(k.x)

檢視mro解析順序：

[__main__.Kappa, __main__.Beta, __main__.Omega, __main__.Gamma, __main__.Alpha, object]

此時發現Alpha解析優先順序排在最後，Beta跟Omega可以看做是Beta跟Gamma的優先順序比較，因為Omega繼承Gamma，且重寫了__init__方法，所以當傳入引數時會對Gamma類的屬性進行賦值，雖然Beta類直接繼承Alpha，但Gamma類也直接繼承，所以Alpha解析順序需要排在Gamma後面，從而當Kappa類傳入引數時，經過Omega的super加1，傳入到Gamma處時為：self.x = val + 1中的val為2，輸出的k.x的值即為3，檢視列印結果：

print(k.x)
# 3

總結

通過連續兩篇對類繼承及mro解析順序的說明，理解類在多重繼承中的變化，無論繼承多少遍，總歸要回歸本心，但也不能胡亂繼承，有條理的，有意義的繼承，才能讓自己乃至他人更好理解當下寫出的類。

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