Python類的繼承

什么是繼承

  1. 新類不必從頭編寫
  2. 新類從現(xiàn)有的類繼承,就自動擁有了現(xiàn)有類的所有功能
  3. 新類只需要編寫現(xiàn)有類缺少的新功能

繼承的特點

子類和父類是is關(guān)系:

class Student(Person):
    pass

p =  Person()
s = Person()

"p"是一個Person: True
"p" 是一個Student: False
"s"是一個Person: True
"s" 是一個Student: True

錯誤的繼承
Student類和Book類是has關(guān)系

Student類和Book類是has關(guān)系:has關(guān)系應(yīng)該是使用組合而非繼承,例如

class Student(Person):
    def init(self,bookName):
         self.book = Book(bookName)

Python的繼承

  • 總是從每個類繼承

### python中繼承一個類


如果已經(jīng)定義了Person類，需要定義新的Student和Teacher類時，可以直接從Person類繼承：

class Person(object):
def init(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender

定義Student類時，只需要把額外的屬性加上，例如score：

class Student(Person):
def init(self, name, gender, score):
super(Student, self).init(name, gender)
self.score = score

一定要用 `super(Student, self).__init__(name, gender) `去初始化父類，否則，繼承自 Person 的 Student 將沒有 name 和 gender。

函數(shù)super(Student, self)將返回當(dāng)前類繼承的父類，即 Person ，然后調(diào)用__init__()方法，注意self參數(shù)已在super()中傳入，在__init__()中將隱式傳遞，不需要寫出（也不能寫）。

class MyClass(object:
    pass
  • 不用忘記調(diào)用super().__init__.這樣才可以初始化父類

python中繼承一個類

如果已經(jīng)定義了Person類，需要定義新的Student和Teacher類時，可以直接從Person類繼承：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

定義Student類時，只需要把額外的屬性加上，例如score：

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父類，否則，繼承自Person的Student 將沒有name和gender。

函數(shù)super(Student, self)將返回當(dāng)前類繼承的父類，即Person ，然后調(diào)用__init__()方法，注意self參數(shù)已在super()中傳入，在init()中將隱式傳遞，不需要寫出（也不能寫）。

python中判斷類型

函數(shù)isinstance()可以判斷一個變量的類型，既可以用在Python內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型如str、list、dict，也可以用在我們自定義的類，它們本質(zhì)上都是數(shù)據(jù)類型。

假設(shè)有如下的 Person、Student 和 Teacher的定義及繼承關(guān)系如下：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

當(dāng)我們拿到變量 p、s、t 時，可以使用 isinstance 判斷類型：

>>> isinstance(p, Person)
True    # p是Person類型
>>> isinstance(p, Student)
False   # p不是Student類型
>>> isinstance(p, Teacher)
False   # p不是Teacher類型

這說明在繼承鏈上，一個父類的實例不能是子類類型，因為子類比父類多了一些屬性和方法。

我們再考察 s ：

>>> isinstance(s, Person)
True    # s是Person類型
>>> isinstance(s, Student)
True    # s是Student類型
>>> isinstance(s, Teacher)
False   # s不是Teacher類型

s 是Student類型，不是Teacher類型，這很容易理解。但是，s 也是Person類型，因為Student繼承自Person，雖然它比Person多了一些屬性和方法，但是，把s看成Person的實例也是可以的。

這說明在一條繼承鏈上，一個實例可以看成它本身的類型，也可以看成它父類的類型。

python中多態(tài)

類具有繼承關(guān)系，并且子類類型可以向上轉(zhuǎn)型看做父類類型，如果我們從 Person 派生出Student和Teacher，并都寫了一個 whoAmI() 方法：

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Person, my name is %s' % self.name

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Student, my name is %s' % self.name

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name

在一個函數(shù)中，如果我們接收一個變量 x，則無論該 x 是 Person、Student還是 Teacher，都可以正確打印出結(jié)果：

def who_am_i(x):
    print x.whoAmI()

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)

運行結(jié)果：

I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice

這種行為稱為多態(tài)。也就是說，方法調(diào)用將作用在 x 的實際類型上。s 是Student類型，它實際上擁有自己的 whoAmI()方法以及從 Person繼承的 whoAmI方法，但調(diào)用 s.whoAmI()總是先查找它自身的定義，如果沒有定義，則順著繼承鏈向上查找，直到在某個父類中找到為止。

由于Python是動態(tài)語言，所以，傳遞給函數(shù) who_am_i(x)的參數(shù) x 不一定是 Person 或 Person 的子類型。任何數(shù)據(jù)類型的實例都可以，只要它有一個whoAmI()的方法即可：

class Book(object):
    def whoAmI(self):
        return 'I am a book'

這是動態(tài)語言和靜態(tài)語言（例如Java）最大的差別之一。動態(tài)語言調(diào)用實例方法，不檢查類型，只要方法存在，參數(shù)正確，就可以調(diào)用。

python中多重繼承

除了從一個父類繼承外，Python允許從多個父類繼承，稱為多重繼承。

多重繼承的繼承鏈就不是一棵樹了，它像這樣：

class A(object):
    def __init__(self, a):
        print 'init A...'
        self.a = a

class B(A):
    def __init__(self, a):
        super(B, self).__init__(a)
        print 'init B...'

class C(A):
    def __init__(self, a):
        super(C, self).__init__(a)
        print 'init C...'

class D(B, C):
    def __init__(self, a):
        super(D, self).__init__(a)
        print 'init D...'

如下圖:


多重繼承

像這樣，D 同時繼承自 B 和 C，也就是 D 擁有了 A、B、C 的全部功能。多重繼承通過 super()調(diào)用__init__()方法時，A 雖然被繼承了兩次，但__init__()只調(diào)用一次：

>>> d = D('d')
init A...
init C...
init B...
init D...

多重繼承的目的是從兩種繼承樹中分別選擇并繼承出子類，以便組合功能使用。

舉個例子，Python的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer，而服務(wù)器運行模式有 多進程ForkingMixin 和多線程ThreadingMixin兩種。

要創(chuàng)建多進程模式的 TCPServer：

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
    pass

要創(chuàng)建多線程模式的UDPServer：

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
    pass

如果沒有多重繼承，要實現(xiàn)上述所有可能的組合需要 4x2=8 個子類。

python中獲取對象信息

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Student, my name is %s' % self.name

方法獲取到更多的信息

  1. 首先可以用type()函數(shù)獲取變量的類型，它返回一個 Type 對象：
>>> type(123)
<type 'int'>
>>> s = Student('Bob', 'Male', 88)
>>> type(s)
<class '__main__.Student'>
  1. 其次，可以用dir() 函數(shù)獲取變量的所有屬性：
>>> dir(123)   # 整數(shù)也有很多屬性...
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', ...]

>>> dir(s)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'score', 'whoAmI']

對于實例變量，dir()返回所有實例屬性，包括__class__這類有特殊意義的屬性。注意到方法whoAmI也是 s 的一個屬性。

如何去掉__xxx__這類的特殊屬性，只保留我們自己定義的屬性？回顧一下filter()函數(shù)的用法。

dir()返回的屬性是字符串列表，如果已知一個屬性名稱，要獲取或者設(shè)置對象的屬性，就需要用 getattr() 和setattr( )函數(shù)了：

>>> getattr(s, 'name')  # 獲取name屬性
'Bob'

>>> setattr(s, 'name', 'Adam')  # 設(shè)置新的name屬性

>>> s.name
'Adam'

>>> getattr(s, 'age')  # 獲取age屬性，但是屬性不存在，報錯：
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'

>>> getattr(s, 'age', 20)  # 獲取age屬性，如果屬性不存在，就返回默認(rèn)值20：
20
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