文章目录

继承
- [定义一个类 Animal](#定义一个类 Animal)
- [定义一个类 Dog](#定义一个类 Dog)
- 创建对象并调用方法
- 类之间的关系
- 多重继承
- [定义一个类 Hashiqi](#定义一个类 Hashiqi)
- 创建对象并调用方法
- 方法解析顺序（MRO）
- [super() 函数](#super() 函数)
- [C3 线性化算法](#C3 线性化算法)
- 示例
- [super() 函数和钻石继承](#super() 函数和钻石继承)
- 经典类和新式类
- 总结
python精品专栏推荐
- python基础知识（0基础入门）
- python爬虫知识

继承

继承是面向对象编程中的一个重要概念。通过继承，我们可以让一个类获取到其他类中的属性和方法，避免编写重复性的代码，并且符合开闭原则（OCP）。继承是使一个类扩展的常用方式。

定义一个类 Animal

我们先定义一个类 Animal，这个类中有两个方法 run() 和 sleep()，表示动物会跑和睡觉。

python 复制代码

class Animal:
    def run(self):
        print('动物会跑~~~')

    def sleep(self):
        print('动物睡觉~~~')

定义一个类 Dog

现在，我们想定义一个类 Dog，这个类除了能够跑和睡觉外，还能够汪汪叫。我们可以直接修改 Animal 类，在其中添加 bark() 方法，但这样会违反 OCP 原则。更好的方式是通过继承。

python 复制代码

class Dog(Animal):
    def bark(self):
        print('汪汪汪~~~') 

    def run(self):
        print('狗跑~~~~')

在上面的代码中，我们使用 class Dog(Animal): 来指定 Dog 类继承自 Animal 类。这样，Dog 类就能够直接获取到 Animal 类的属性和方法。我们还可以重写 Animal 类中的方法，如在 Dog 类中重新定义了 run() 方法。

创建对象并调用方法

现在我们可以创建 Dog 类的对象 d = Dog()，并调用它的方法，比如 d.run()、d.sleep() 和 d.bark()。

python 复制代码

d = Dog()
d.run()  # 输出：狗跑~~~~
d.sleep()  # 输出：动物睡觉~~~
d.bark()  # 输出：汪汪汪~~~

类之间的关系

通过使用继承，我们可以建立类之间的层次关系。在创建类时，如果省略了父类，则默认父类为 object。object 是所有类的父类，所以所有类都继承自 object。

python 复制代码

class Person(object):
    pass

我们可以使用 issubclass() 函数检查一个类是否是另一个类的子类，如 issubclass(Animal, Dog) 返回 False，而 issubclass(Animal, object) 返回 True。

我们还可以使用 isinstance() 函数来检查一个对象是否是一个类的实例。如果这个类是这个对象的父类，也会返回 True。所有的对象都是 object 的实例。

python 复制代码

print(isinstance(d, Dog))  # 输出：True
print(isinstance(d, Animal))  # 输出：True
print(isinstance(d, object))  # 输出：True
print(isinstance(print, object))  # 输出：True

继承使得类之间的关系更加清晰，并且方便代码的复用和扩展。

多重继承

除了单一继承外，Python 还支持多重继承，即一个子类可以从多个父类中继承属性和方法。这为我们提供了更大的灵活性，使得代码的组织和复用更加方便。

定义一个类 Hashiqi

假设我们还有一个类 Hashiqi，表示一种特殊的狗，它除了具备狗的基本行为外，还有自己特有的方法 fan_sha()，表示傻傻的哈士奇。

python 复制代码

class Hashiqi(Dog):
    def fan_sha(self):
        print('我是一只傻傻的哈士奇')

在上面的代码中，我们定义了一个 Hashiqi 类，它继承自 Dog 类。因此，Hashiqi 类不仅能够拥有 Animal 类和 Dog 类中的属性和方法，还具备自己特有的 fan_sha() 方法。

创建对象并调用方法

现在我们可以创建 Hashiqi 类的对象 h = Hashiqi()，并调用它的方法，比如 h.run()、h.sleep()、h.bark() 和 h.fan_sha()。

python 复制代码

h = Hashiqi()
h.run()  # 输出：狗跑~~~~
h.sleep()  # 输出：动物睡觉~~~
h.bark()  # 输出：汪汪汪~~~
h.fan_sha()  # 输出：我是一只傻傻的哈士奇

通过多重继承，我们可以实现更灵活和具有复杂关系的类结构。在创建子类时，只需指定多个父类，并且子类可以直接获取到所有父类中的属性和方法，从而减少了代码的冗余。

继承是面向对象编程的重要特性之一，它能够提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，并符合开闭原则。在设计类的时候，我们应该充分考虑继承关系，遵循良好的代码组织和设计原则。

当一个类继承了多个父类时，可能会遇到命名冲突的问题。比如，如果两个父类都有相同名称的方法或属性，那么在子类中调用这个名称时会出现歧义。为了解决这个问题，Python 提供了方法解析顺序（Method Resolution Order，简称MRO）。

方法解析顺序（MRO）

在 Python 中，每个类都有一个方法解析顺序，即它继承的父类被搜索的顺序。可以通过 类名.__mro__ 或者 类名.mro() 来查看方法解析顺序。下面是一个例子：

python 复制代码

class A:
    def method(self):
        print("A")

class B(A):
    def method(self):
        print("B")

class C(A):
    def method(self):
        print("C")

class D(B, C):
    pass

print(D.__mro__)
print(D.mro())

运行上面的代码，会输出以下结果：

(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

从输出结果可以看出，方法解析顺序是 D -> B -> C -> A -> object。也就是说，在 D 类的实例上调用 method() 方法时，会按照该顺序依次查找，并执行第一个匹配到的方法。

super() 函数

super() 函数是用于调用父类方法的一种方式。可以使用 super().方法名() 的形式来调用父类的方法，而不需要显式地指定父类的名称。比如：

python 复制代码

class A:
    def method(self):
        print("A")

class B(A):
    def method(self):
        super().method()
        print("B")

b = B()
b.method()

输出结果为：

A
B

在上述代码中，B 类继承自 A 类，并在自己的 method() 方法中使用 super().method() 这一方式调用了父类 A 中的 method() 方法，并在其后打印了 "B"。

使用 super() 函数，可以保证在多重继承时按照方法解析顺序依次调用父类的方法，从而避免命名冲突和歧义。

当在多重继承中存在钻石继承（diamond inheritance）的情况时，为了避免方法重复调用和冗余代码，Python 使用 C3 线性化算法来确定方法解析顺序（Method Resolution Order，MRO）。

C3 线性化算法

C3 线性化算法通过合并多个父类的线性化顺序，生成一个满足以下条件的线性化列表：

子类永远在父类前面。
如果一个类在列表中的前面出现，那么它的所有父类也都在其前面。
如果多个父类都在一个类的后面，那么它们的顺序保持不变。

这样，在方法解析顺序中，每个类的方法只会被调用一次，避免了重复调用和冗余代码。

示例

以下是一个钻石继承的示例：

python 复制代码

class A:
    def method(self):
        print("A")

class B(A):
    pass

class C(A):
    def method(self):
        print("C")

class D(B, C):
    pass

d = D()
d.method()

在上述代码中，类 D 继承了 B 和 C，而 B 和 C 都继承了 A。当我们创建 D 的实例并调用 method() 方法时，根据 C3 线性化算法得到的方法解析顺序是 D -> B -> C -> A，因此输出结果为 "C"。

super() 函数和钻石继承

在使用 super() 函数时，Python 会根据 MRO 确定的方法解析顺序来调用父类的方法。在钻石继承的情况下，super() 函数会按照 MRO 的顺序依次调用每个父类的方法，并保证每个方法只被调用一次。

python 复制代码

class A:
    def method(self):
        print("A")

class B(A):
    def method(self):
        super().method()
        print("B")

class C(A):
    def method(self):
        super().method()
        print("C")

class D(B, C):
    pass

d = D()
d.method()

运行上述代码，输出结果为：

A
C
B

在该示例中，类 D 的方法解析顺序是 D -> B -> C -> A。当调用 d.method() 方法时，super().method() 会依次调用 B、C 和 A 类的 method() 方法。通过 MRO，每个类的方法只会被调用一次，避免了重复调用和冗余代码。

经典类和新式类

在 Python 2.x 版本中，存在经典类和新式类的概念。经典类是指没有显式继承自 object 的类，而新式类则是显式继承自 object 的类。

在经典类中，Python 使用深度优先搜索的方法来解析方法调用顺序。这种方法存在一些问题，比如方法重复调用、无法实现多重继承时的方法解析顺序等。

在新式类中，Python 使用 C3 线性化算法来解析方法的调用顺序。这种方法可以保证方法只被调用一次，并且解决了多重继承时方法解析顺序不确定的问题。

为了更好地兼容新旧版本的 Python，在 Python 2.3 版本中引入了一个特殊语法，即在定义类时使用 class ClassName(object): 的形式，从而将所有类都定义为新式类。

在 Python 3.x 版本中，则已经默认将所有类定义为新式类，无需显式继承自 object。

总结

Python 中的多重继承给程序员提供了更灵活的设计选择，但也带来了一些挑战。为了避免命名冲突和歧义，在多重继承中需要正确地设置方法解析顺序（MRO），从而保证方法调用的正确性和效率。

Python3.x 已经默认将所有类定义为新式类，并使用 C3 线性化算法来解决多重继承的问题，不再需要特别注意 MRO 的设置。

在 Python 中，钻石继承（diamond inheritance）是指一个子类同时继承自两个有共同父类的类，形成了一个菱形的继承结构。这种继承结构会引发一些问题，例如方法重复调用和冗余代码。

为了解决钻石继承带来的问题，Python 使用 C3 线性化算法来确定方法的解析顺序（Method Resolution Order，MRO）。具体步骤如下：

按照类的声明顺序，生成一个拓扑排序的列表（DAG）。
在拓扑排序的列表中，检查每个节点的父类列表，并将其父类所在的位置移动到它自身的前面。这样，可以保证子类在父类之前。
对于多个父类同时出现在同一个节点之后的情况，需要按照它们在基类列表中的顺序保持不变。

通过使用 C3 线性化算法，Python 可以避免方法重复调用和冗余代码的问题。此外，Python 会在类的定义过程中自动计算 MRO，并将其存储在特殊属性 __mro__ 中，供开发者查看。

需要注意的是，在实际使用中，当存在钻石继承的情况时，可以通过合理设计类的继承关系和使用 super() 函数来避免问题的出现。合理利用多态性、组合等技术也可以减轻继承带来的复杂性。

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Python继承及方法解析顺序（MRO）详解 | 示例与super()函数使用

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