Python多重繼承之菱形繼承


繼承是面向對象編程的一個重要的方式,通過繼承,子類就可以擴展父類的功能。在python中一個類能繼承自不止一個父類,這叫做python的多重繼承(Multiple Inheritance )。

語法

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

菱形繼承

在多層繼承和多繼承同時使用的情況下,就會出現復雜的繼承關系,多重多繼承。

其中,就會出現菱形繼承。如下圖所示。mark

在這種結構中,在調用順序上就出現了疑惑,調用順序究竟是以下哪一種順序呢

  • D->B->A->C(深度優先)
  • D->B->C->A(廣度優先)

下面我們來解答下這個問題。

舉個例子來看下:

class A():
    def __init__(self):
        print('init A...')
        print('end A...')

class B(A):
    def __init__(self):
        print('init B...')
        A.__init__(self)
        print('end B...')

class C(A):
    def __init__(self):
        print('init C...')
        A.__init__(self)
        print('end C...')

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

if __name__ == '__main__':
    D()

輸出結果

init D...
init B...
init A...
end A...
end B...
init C...
init A...
end A...
end C...
end D...

從輸出結果中看,調用順序為:D->B->A->C->A。可以看到,B、C共同繼承於A,A被調用了兩次。A沒必要重復調用兩次。

其實,上面問題的根源都跟MRO有關,MRO(Method Resolution Order)也叫方法解析順序,主要用於在多重繼承時判斷調的屬性來自於哪個類,其使用了一種叫做C3的算法,其基本思想時在避免同一類被調用多次的前提下,使用廣度優先和從左到右的原則去尋找需要的屬性和方法。

那么如何避免頂層父類中的某個方法被多次調用呢,此時就需要super()來發揮作用了,super本質上是一個類,內部記錄着MRO信息,由於C3算法確保同一個類只會被搜尋一次,這樣就避免了頂層父類中的方法被多次執行了,上面代碼可以改為:

class A():
    def __init__(self):
        print('init A...')
        print('end A...')

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

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

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

if __name__ == '__main__':
    D()

輸出結果:

init D...
init B...
init C...
init A...
end A...
end C...
end B...
end D...

可以看出,此時的調用順序是D->B->C->A。即采用是廣度優先的遍歷方式。

補充內容

Python類分為兩種,一種叫經典類,一種叫新式類。都支持多繼承,但繼承順序不同。

  • 新式類:從object繼承來的類。(如:class A(object)),采用廣度優先搜索的方式繼承(即先水平搜索,再向上搜索)。
  • 經典類:不從object繼承來的類。(如:class A()),采用深度優先搜索的方式繼承(即先深入繼承樹的左側,再返回,再找右側)。

Python2.x中類的是有經典類和新式類兩種。Python3.x中都是新式類。

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