【Day 11-N22】Python类（3）——Python的继承性、多继承、方法重写

挑战14天学会Python，第11天学习笔记！加油！

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一、核心概念总览

概念	英文	定义	作用	典型应用场景
继承性	Inheritance	子类自动获得父类的属性和方法	代码复用、建立类层次关系	构建类层次结构
多继承	Multiple Inheritance	子类同时继承多个父类	组合不同功能	混合功能组合
方法重写	Method Overriding	子类重新定义父类方法	实现特定行为	定制化行为

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二、继承性（Inheritance）深度解析

（一）基础定义

继承是面向对象编程的核心机制，允许子类：

• 自动获得父类的所有属性和方法
• 扩展父类功能
• 重写父类方法

（二）完整语法

class Parent:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def greet(self):
        return f"Hello, {self.name}!"

class Child(Parent):  # 继承Parent
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name)  # 调用父类构造方法
        self.age = age

    def greet(self):  # 重写方法
        return f"Hi, {self.name}! You are {self.age} years old."

# 使用
child = Child("Alice", 25)
print(child.greet())  # Hi, Alice! You are 25 years old.

（三）继承链详解

1. 单继承链：

   class A: pass
   class B(A): pass
   class C(B): pass

   形成：A → B → C 的继承链。

2. 继承链特性：

   • 子类可以访问父类的所有非私有成员
   • 子类可以重写父类方法 继承链查找顺序：子类 → 父类 → 父类的父类 → ...

（四）继承的作用

1. 代码复用：避免重复代码
2. 层次结构：建立清晰的类层次
3. 扩展性：轻松添加新功能
4. 多态性：实现运行时多态

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三、多继承（Multiple Inheritance）深度解析

（一）基础定义

多继承允许一个子类同时继承多个父类，语法为：

class Child(Parent1, Parent2, ...):
    pass

（二）完整示例

class Walker:
    def walk(self):
        return "I can walk."

class Swimmer:
    def swim(self):
        return "I can swim."

class Amphibian(Walker, Swimmer):
    def move(self):
        return f"{self.walk()} and {self.swim()}"

# 使用
frog = Amphibian()
print(frog.move()))  # I can walk. and I can swim.

（三）多继承特性

1. 方法解析顺序（MRO）：

   • Python使用C3线性化算法确定方法查找顺序

   • 可通过类名.__mro__查看顺序

     print(Amphibian.mro)

     输出: (main.Amphibian, main.Walker, main.Swimmer, object)

2. 钻石继承问题：

   class A: pass
   class B(A): pass
   class C(A): pass
   class D(B, C): pass

   Python的MRO机制确保不会出现传统钻石继承问题。

（四）多继承的作用

1. 功能组合：组合不同类的功能
2. 代码复用：避免重复代码
3. 灵活性：灵活组合不同功能

（五）注意事项

• 避免过度使用多继承
• 注意方法冲突
• 理解MRO机制

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四、方法重写（Method Overriding）深度解析

（一）基础定义

方法重写是指子类重新定义父类方法的行为。

（二）完整示例

class Animal:
    def speak(self):
        return "Animal sound"

class Dog(Animal):
    def speak(self):  # 重写方法
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):  # 重写方法
        "Meow!"

# 使用
animal = Animal()
dog = Dog()
cat = Cat()

print(animal.speak())  # Animal sound
print(dog.speak())     # Woof!
print(cat.speak())     # Meow!

（三）重写规则

1. 方法签名一致：方法名和参数列表相同
2. 访问权限：不能比父类方法更严格
3. 返回值：可以不同，但建议保持一致

（四）高级用法

1. 调用父类方法：

   class Dog(Animal):
       def speak(self):
           return super().speak() + " - Woof!"

（五）作用

1. 行为定制：实现特定行为
2. 多态实现：实现运行时多态
3. 代码扩展：扩展父类功能

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五、综合应用案例

（一）完整继承链

class Vehicle:
    def move(self):
        return "Moving..."

class Car(Vehicle):
    def move(self):
        return "Driving..."

class ElectricCar(Car):
    def move(self):
        return "Driving silently..."

# 使用
ev = ElectricCar()
print(ev.move())  # Driving silently...

（二）多继承与重写

class A:
    def speak(self): return "A"

class B(A):
    def speak(self): return "B"

class C(A):
    def speak(self): return "C"

class D(B, C):
    def speak(self):
        return "D - " + super().spe() + " - " + A().spe()

print(D().speak()))  # D - B - A

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六、最佳实践与注意事项

1. 合理使用继承：避免过度继承，保持继承链简洁。
2. 优先组合：功能组合优于多继承。
3. 文档说明：为复杂继承关系添加文档说明。
4. 测试覆盖：确保所有继承路径的测试覆盖。
5. 避免钻石继承：复杂继承可能导致维护困难。