python 多重继承的事

什么是多重继承

继承是面向对象编程的一个重要的方式,通过继承,子类就可以扩展父类的功能。和c++一样,在python中一个类能继承自不止一个父类,这叫做python的多重继承(Multiple Inheritance )。多重继承的语法与单继承类似

class SubclassName(BaseClass1, BaseClass2, BaseClass3, ...):
    pass

当然,子类所继承的所有父类同样也能有自己的父类,这样就可以得到一个继承关系机构图如下图所示:

inheritance.jpg

钻石继承(菱形继承)问题

多重继承容易导致钻石继承(菱形继承)问题,关于为什么会叫做钻石继承问题,看下图就知道了:

diamond.jpg

在python中,钻石继承首先体现在父类方法的调用顺序上,比如若B和C同时重写了A中的某个方法时:

class A(object):
    def m(self):
        print("m of A called")

class B(A):
    def m(self):
        print("m of B called")
    
class C(A):
    def m(self):
        print("m of C called")

class D(B,C):
    pass

如果我们实例化D为d,然后调用d.m()时,会输出"m of B called",如果B没有重写A类中的m方法时:

class A(object):
    def m(self):
        print("m of A called")

class B(A):
    pass
    
class C(A):
    def m(self):
        print("m of C called")

class D(B,C):
    pass

此时调用d.m时,则会输出"m of C called",那么如何确定父类方法的调用顺序呢,这一切的根源还要讲到方法解析顺序(Method Resolution Order,MRO),这一点我们等会再将。

钻石继承还有一个问题是,比如若B和C中的m方法也同时调用了A中的m方法时:

class A:
    def m(self):
        print("m of A called")

class B(A):
    def m(self):
        print("m of B called")
        A.m(self)
    
class C(A):
    def m(self):
        print("m of C called")
        A.m(self)

class D(B,C):
    def m(self):
        print("m of D called")
        B.m(self)
        C.m(self)

此时我们调用d.m,A.m则会执行两次。

m of D called
m of B called
m of A called
m of C called
m of A called

这种问题最常见于当我们初始化D类时,那么如何才能避免钻石继承问题呢?

super and MRO

其实上面两个问题的根源都跟MRO有关,MRO(Method Resolution Order)也叫方法解析顺序,主要用于在多重继承时判断调的属性来自于哪个类,其使用了一种叫做C3的算法,其基本思想时在避免同一类被调用多次的前提下,使用广度优先和从左到右的原则去寻找需要的属性和方法。当然感兴趣的同学可以移步:MRO介绍.

比如针对如下的代码:

>>> class F(object): pass
>>> class E(object): pass
>>> class D(object): pass
>>> class C(D,F): pass
>>> class B(D,E): pass
>>> class A(B,C): pass

当你打印A.__mro__时可以看到输出结果为:

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

如果我们实例化A为a并调用a.m()时,如果A中没有m方法,此时python会沿着MRO表逐渐查找,直到在某个父类中找到m方法并执行。

那么如何避免顶层父类中的某个方法被执行多次呢,此时就需要super()来发挥作用了,super本质上是一个类,内部记录着MRO信息,由于C3算法确保同一个类只会被搜寻一次,这样就避免了顶层父类中的方法被多次执行了,比如针对钻石继承问题2中的代码可以改为:

class A(object):
    def m(self):
        print("m of A called")

class B(A):
    def m(self):
        print("m of B called")
        super().m()
    
class C(A):
    def m(self):
        print("m of C called")
        super().m()

class D(B,C):
    def m(self):
        print("m of D called")
        super().m()

此时打印的结果就变成了:

m of D called
m of B called
m of C called
m of A called

结论

多重继承问题是个坑,很多编程语言中并没有多重继承的概念,毕竟它带来的麻烦比能解决的问题都要多,所以如果不是特别必要,还是尽量少用多重继承。如果你非要用,那你要好好研究下类的层次结构,至少要对C3算法具有一定的了解吧,比如弄懂下面的代码哪里出了问题?

>>> F=type('Food',(),{'remember2buy':'spam'})
>>> E=type('Eggs',(F,),{'remember2buy':'eggs'})
>>> G=type('GoodFood',(F,E),{}) 
# TypeError: Cannot create a consistent method resolution
# order (MRO) for bases Food, Eggs
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,723评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,003评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,512评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,825评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,874评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,841评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,812评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,582评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,033评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,309评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,450评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,158评论 5 341
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,789评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,409评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,609评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,440评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,357评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容