【Python网络编程】03_三大特性之继承

Python 继承知识体系思维导图

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详细知识点与代码整理

1. 继承的基本概念与语法

继承是面向对象编程的核心特性之一，它允许我们基于一个已存在的类来创建新类。

• 定义：一个类（子类）获取另一个类（父类）的公有属性和方法。

• 派生：从一个已有的类（父类）产生一个新的类（子类）的过程。

• 术语：

  • 父类/基类：被继承的类。
  • 子类/派生类：继承别人的类。

• 语法 ：class 子类名(父类名):

• 特性 ：Python 中所有类默认都继承自 object 类。

2. 单继承与多层继承

单继承是最简单的继承形式。继承具有传递性，如果 A 继承 B，B 继承 C，那么 A 也继承 C。

# 定义一个人类 (父类)
class Person(object):
    def speak(self):
        print("我拥有说话的能力")

    def walk(self):
        print("我拥有走路的能力")

# 定义学生类继承于人类 (子类)
class Student(Person):
    pass

# 定义大学生类继承于学生类 (多层继承)
class CollegeStudent(Student):
    pass

# 创建大学生对象
college_stu = CollegeStudent()
# 大学生类虽然没有定义speak和walk，但因为继承关系，依然可以使用
college_stu.speak()  # 输出: 我拥有说话的能力
college_stu.walk()   # 输出: 我拥有走路的能力

3. 多继承

Python 支持一个子类同时继承多个父类。

class Car(object):
    def __init__(self):
        self.name = "汽车"
        self.wheel = 4

    def run(self):
        print("我拥有行驶的能力")

class OilCar(Car):
    """汽油车"""
    def power(self):
        print("我拥有燃油动力")

class ElectricCar(Car):
    """电动车"""
    def power(self):
        print("我拥有电池动力")

# 混动车同时继承汽油车和电动车
class HybridCar(OilCar, ElectricCar):
    pass

# 创建混合车对象
hybrid_car = HybridCar()
hybrid_car.oil_power()      # 调用 OilCar 的方法
hybrid_car.electric_power() # 调用 ElectricCar 的方法
hybrid_car.run()            # 调用 Car 的方法
print(hybrid_car.name)      # 访问 Car 的属性

4. 方法重写与 super() 函数

子类可以重新定义父类的方法，以提供个性化的实现，这称为方法重写。当子类调用该方法时，会执行子类中重写的版本。

• super() 函数 ：用于调用父类的方法。在多继承中，它会根据 MRO 顺序调用下一个类的方法，比直接使用 父类名.方法() 更灵活。

class HybridCar(OilCar, ElectricCar):
    def __init__(self, battery):
        # super().__init__() 会根据MRO顺序调用父类的__init__
        # 在这里，它会跳过OilCar和ElectricCar，直接调用Car的__init__
        super().__init__() 
        self.battery = battery

    def power(self):
        # 重写power方法，实现混合动力
        print(f"我是{self.name}, 我有{self.wheel}个轮子")
        # 可以分别调用不同父类的power方法
        OilCar.power(self)
        ElectricCar.power(self)
        print("我拥有燃油和电池的混合动力")

hybrid_car = HybridCar("大容量电池")
hybrid_car.power()

5. MRO (Method Resolution Order)

MRO，即方法解析顺序，决定了在多继承中，当调用一个方法时，Python 应该按照什么顺序去查找。

• Python 使用 C3 线性化算法 来计算 MRO。
• 可以通过 类名.__mro__ 或 类名.mro() 来查看一个类的 MRO 列表。
• 查找顺序遵循"从左到右，深度优先"的原则，但 C3 算法会保证每个类只出现一次，并且子类总是在父类之前被查找。

class A(object):
    def __init__(self):
        print("A")

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

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

class D(B, C):
    def __init__(self):
        print("D")
        super().__init__()

# 创建 D 的实例，观察执行顺序
d = D()
# 输出:
# D
# B
# C
# A

# 查看 D 类的 MRO
print(D.__mro__)
# 输出: (<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)