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Python继承机制及其使用

Python 类的封装、继承、多态 3 大特性,前面章节已经详细介绍了 Python 类的封装,本节继续讲解 Python 类的继承机制。


继承机制经常用于创建和现有类功能类似的新类,又或是新类只需要在现有类基础上添加一些成员(属性和方法),但又不想直接将现有类代码复制给新类。也就是说,通过使用继承这种机制,可以轻松实现类的重复使用。


举个例子,假设现有一个 Shape 类,该类的 draw() 方法可以在屏幕上画出指定的形状,现在需要创建一个 Form 类,要求此类不但可以在屏幕上画出指定的形状,还可以计算出所画形状的面积。要创建这样的类,笨方法是将 draw() 方法直接复制到新类中,并添加计算面积的方法。实现代码如下所示:

class Shape:

   def draw(self,content):

       print("画",content)

class Form:

   def draw(self,content):

       print("画",content)

   def area(self):

       #....

       print("此图形的面积为...")

当然还有更简单的方法,就是使用类的继承机制。实现方法为:让 From 类继承 Shape 类,这样当 From 类对象调用 draw() 方法时,Python 解释器会先去 From 中找以 draw 为名的方法,如果找不到,它还会自动去 Shape 类中找。如此,我们只需在 From 类中添加计算面积的方法即可,示例代码如下:

class Shape:

   def draw(self,content):

       print("画",content)

class Form(Shape):

   def area(self):

       #....

       print("此图形的面积为...")

上面代码中,class From(Shape) 就表示 From 继承 Shape。


Python 中,实现继承的类称为子类,被继承的类称为父类(也可称为基类、超类)。因此在上面这个样例中,From 是子类,Shape 是父类。


子类继承父类时,只需在定义子类时,将父类(可以是多个)放在子类之后的圆括号里即可。语法格式如下:

class 类名(父类1, 父类2, ...):

   #类定义部分


注意,如果该类没有显式指定继承自哪个类,则默认继承 object 类(object 类是 Python 中所有类的父类,即要么是直接父类,要么是间接父类)。另外,Python 的继承是多继承机制(和 C++ 一样),即一个子类可以同时拥有多个直接父类。



注意,有读者可能还听说过“派生”这个词汇,它和继承是一个意思,只是观察角度不同而已。换句话话,继承是相对子类来说的,即子类继承自父类;而派生是相对于父类来说的,即父类派生出子类。


了解了继承机制的含义和语法之后,下面代码演示了继承机制的用法:

class People:

   def say(self):

       print("我是一个人,名字是:",self.name)

class Animal:

   def display(self):

       print("人也是高级动物")

#同时继承 People 和 Animal 类

#其同时拥有 name 属性、say() 和 display() 方法

class Person(People, Animal):

   pass

zhangsan = Person()

zhangsan.name = "张三"

zhangsan.say()

zhangsan.display()

运行结果,结果为:

我是一个人,名字是: 张三

人也是高级动物


可以看到,虽然 Person 类为空类,但由于其继承自 People 和 Animal 这 2 个类,因此实际上 Person 并不空,它同时拥有这 2 个类所有的属性和方法。

没错,子类拥有父类所有的属性和方法,即便该属性或方法是私有(private)的。至于为什么,可阅读《Python封装实现原理》一节。


关于Python的多继承

事实上,大部分面向对象的编程语言,都只支持单继承,即子类有且只能有一个父类。而 Python 却支持多继承(C++也支持多继承)。

和单继承相比,多继承容易让代码逻辑复杂、思路混乱,一直备受争议,中小型项目中较少使用,后来的 Java、C#、PHP 等干脆取消了多继承。


使用多继承经常需要面临的问题是,多个父类中包含同名的类方法。对于这种情况,Python 的处置措施是:根据子类继承多个父类时这些父类的前后次序决定,即排在前面父类中的类方法会覆盖排在后面父类中的同名类方法。


举个例子:

class People:

   def __init__(self):

       self.name = People

   def say(self):

       print("People类",self.name)

class Animal:

   def __init__(self):

       self.name = Animal

   def say(self):

       print("Animal类",self.name)

#People中的 name 属性和 say() 会遮蔽 Animal 类中的

class Person(People, Animal):

   pass

zhangsan = Person()

zhangsan.name = "张三"

zhangsan.say()

程序运行结果为:

People类 张三


可以看到,当 Person 同时继承 People 类和 Animal 类时,People 类在前,因此如果 People 和 Animal 拥有同名的类方法,实际调用的是 People 类中的。

虽然 Python 在语法上支持多继承,但逼不得已,建议大家不要使用多继承。

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