Python——12类的继承

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 * 文件名：text.cpp
 * 作者：常轩
 * 微信公众号：Worldhello
 * 完成日期：2016年7月31日
 * 版本号：V1.0
 * 程序输入：无
 * 程序输出：见运行结果
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类的继承

涉及到的概念：父类（基类、超类），子类（派生类、继承类）。

类A继承类B后，B成为父类，A则是子类。那么B中的一些实例属性A也同样拥有。这样就会避免输入

许多重复的的代码。如果没有类能够继承，那么就按标准继承object。

继承一个类

如果已经定义了Person类，需要定义新的Student和Teacher类时，可以直接从Person类继承：

class Person(object):

def __init__(self, name, gender):

self.name = name

self.gender = gender

定义Student类时，只需要把额外的属性加上，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) 去初始化父类，否则，继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender。

函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类，即 Person ，然后调用__init__()方法，注意self参数已在super()中传入，在__init__()中将隐式传递，不需要写出（也不能写）。

判断类型

函数isinstance()可以判断一个变量的类型，既可以用在Python内置的数据类型如str、list、dict，也可以用在我们自定义的类，它们本质上都是数据类型。

假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下：

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')

当我们拿到变量 p、s、t 时，可以使用 isinstance 判断类型：

>>> isinstance(p, Person)

True    # p是Person类型

>>> isinstance(p, Student)

False   # p不是Student类型

>>> isinstance(p, Teacher)

False   # p不是Teacher类型

这说明在继承链上，一个父类的实例不能是子类类型，因为子类比父类多了一些属性和方法。

我们再考察 s ：

>>> isinstance(s, Person)

True    # s是Person类型

>>> isinstance(s, Student)

True    # s是Student类型

>>> isinstance(s, Teacher)

False   # s不是Teacher类型

s 是Student类型，不是Teacher类型，这很容易理解。但是，s 也是Person类型，因为Student继承自Person，虽然它比Person多了一些属性和方法，但是，把 s 看成Person的实例也是可以的。

这说明在一条继承链上，一个实例可以看成它本身的类型，也可以看成它父类的类型。

多态

类具有继承关系，并且子类类型可以向上转型看做父类类型，如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ，并都写了一个 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

在一个函数中，如果我们接收一个变量 x，则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher，都可以正确打印出结果：

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)

运行结果：

I am a Person, my name is Tim

I am a Student, my name is Bob

I am a Teacher, my name is Alice

这种行为称为多态。也就是说，方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型，它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从
Person继承的 whoAmI方法，但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义，如果没有定义，则顺着继承链向上查找，直到在某个父类中找到为止。

由于Python是动态语言，所以，传递给函数 who_am_i(x)的参数 x不一定是
Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以，只要它有一个whoAmI()的方法即可：

class Book(object):

def whoAmI(self):

return 'I am a book'

这是动态语言和静态语言（例如Java）最大的差别之一。动态语言调用实例方法，不检查类型，只要方法存在，参数正确，就可以调用。

多重继承

除了从一个父类继承外，Python允许从多个父类继承，称为多重继承。

多重继承的继承链就不是一棵树了，它像这样：

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...'

看下图:

像这样，D 同时继承自 B 和 C，也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时，A 虽然被继承了两次，但__init__()只调用一次：

>>> d = D('d')

init A...

init C...

init B...

init D...

多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类，以便组合功能使用。

举个例子，Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer，而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。

要创建多进程模式的 TCPServer：

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)

pass

要创建多线程模式的 UDPServer：

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):

pass

如果没有多重继承，要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。

获取对象信息

拿到一个变量，除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外，还有没有别的方法获取到更多的信息呢？

例如，已有定义：

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

首先可以用 type() 函数获取变量的类型，它返回一个 Type 对象：

>>> type(123)

<type 'int'>

>>> s = Student('Bob', 'Male', 88)

>>> type(s)

<class '__main__.Student'>

其次，可以用 dir() 函数获取变量的所有属性：

>>> dir(123)   # 整数也有很多属性...

['__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']

对于实例变量，dir()返回所有实例属性，包括`__class__`这类有特殊意义的属性。注意到方法`whoAmI`也是 s 的一个属性。

如何去掉`__xxx__`这类的特殊属性，只保留我们自己定义的属性？回顾一下filter()函数的用法。

dir()返回的属性是字符串列表，如果已知一个属性名称，要获取或者设置对象的属性，就需要用 getattr() 和 setattr(
)函数了：

>>> getattr(s, 'name')
 # 获取name属性

'Bob'

>>> setattr(s, 'name', 'Adam')
 # 设置新的name属性

>>> s.name

'Adam'

>>> getattr(s, 'age')  # 获取age属性，但是属性不存在，报错：

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'

>>> getattr(s, 'age', 20)  # 获取age属性，如果属性不存在，就返回默认值20：

20