详细总结Python类的多继承知识

一、python不同版本的类

• python2.2之前是没有共同的祖先的，之后引入object类，它是所有类的共同祖先类object
• python2中为了兼容，分为古典类（旧式类）和新式类
• python3中全部都是新式类
• 新式类都是继承自object的，新式类可以使用super

#古典类在python2.x中运行
class a: pass

print(dir(a))            #    ['__doc__', '__module__']
print(a.__bases__)        #    ()
a = a()
print(a.__class__)        #     __main__.a
print(type(a))            #    <type 'instance'>

新式类

#新式类在python3.x中运行
class b: pass

print(dir(b))   #   ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__']
print(b.__bases__)  #   (<class 'object'>,)
b = b()
print(b.__class__)  #   <class '__main__.b'>
print(type(b))      #   <class '__main__.b'>

二、多继承

ocp原则：多用”继承“，少修改

继承的用途：增强基类，实现多态

多态

• 在面向对象中，父类、子类通过继承联系在一起，如果可以通过一套方法，就可以实现不同变现，就是多态
• 一个类继承自多个类就是多继承它将具有多个类的特征

三、多继承弊端

多继承很好的模拟了世界，因为事务很少单一继承，但是舍弃简单，必然引入复杂性，带来了冲突

如同一个孩子继承了来自父母双方的特征，那么到底眼睛像爸爸还是妈妈尼？孩子究竟改像谁多一点尼？

多继承的实现会导致编译器设计的复杂度增加，所以现在很多语言舍弃了类的多继承

c++支持多继承；java舍弃了多继承

• java中，一个类可以实现多个接口，一个接口也可以继承多个接口。java的接口很纯粹，只是方法声明，继承者必须实现这些方法，就具有了这些能力，就能干什么

多继承可能会带来二义性，例如，猫和狗都继承自动物类，现在一个类多继承了猫和狗类，猫和狗都有了shout方法，子类究竟继承谁的shout尼？

• 解决方案：实现了多继承的语言，要解决二义性，深度优先或者广度优先

四、python多继承实现

class classname(基类列表):
    类体

多继承带来的路径选择问题，究竟继承那个父类的特征尼？

• 究竟先广度优先，还是深度优先

python使用mro(method resolution order) 解决类搜索顺序问题。

• 经典算法，按照定义从左到右，深度优先策略【比如python2.2之前，左图的mro算法，myclass→d→b→a→c→a】
• 新式类算法，经典算法的升级，重复的只保留最后一个。【左图mro是：myclass→d→b→c→a→object】
• c3算法，在类被创建出来的时候，就计算除一个mro有序列表。【python3唯一支持的算法，左图中mro是myclass→d→b→c→a→object】c3过于复杂，没必要去记，我们只要记住【object.mro()，显示继承的方法，从左到右依次查找】

五、多继承的缺点

当类很多，继承复杂的情况下，继承路径太多，很难说清什么样的继承路径

团队协作开发，如果引入多继承，那代码将不可控

不管编程语言是否支持多继承，都应当避免多继承

pythond的面向对象，我们看到太灵活，太开放，所以要团队守规矩

六、mixin 

类有下面的继承关系

文档document类是其他所有文档类的抽象基类，word、pdf类是document的子类

需求：为document子类提供打印能力思路：

1、在document中提供print方法

class document:

    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document): pass

class pdf(document):  pass

a = word("tom com")
a.print()   #   tom com

基类提供的方法不因该具体实现，因为它未必适合子类的打印，子类中需要覆盖重写。

print算是一种能力 -- 打印功能，不是所有的document的子类都需要的，所以，从这个角度出发有点问题

class document:

    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document):
    def print(self):
        print("word print {}".format(self.coutent))

class pdf(document):  pass

a = word("tom com")
a.print()   #   word print tom com

思路二：需要打印的子类上增加

如果现有子类上直接增加，违反了ocp的原则，所以应该继承后增加

class document:        # 不允许修改
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document): pass    # 不允许修改

class pdf(document):  pass    #    不允许修改

class printtableword(word):
    def print(self):
        print("printtableword print {}".format(self.coutent))

print(printtableword.mro()) #   [<class '__main__.printtableword'>, <class '__main__.word'>, <class '__main__.document'>, <class 'object'>]
a = printtableword("tom com")
a.print()   #   printtableword print tom com

看似不错，如果还要提供其他类似能力，如何继承？

应用于网络，文档应该具备序列化的能力，类上就应该实现序列化可序列化还可能分为使用pickle、josn、messagepack等

这个时候，发现，类又可能太多了，继承的方式不是很好了

功能太多，a类需要某几样功能，b类需要另外几样功能，很繁琐

思路三：装饰器，用装饰器增强一个类，把功能给类附加上去，那个类需要，就装饰它

def printable(cls):
    def _print(self):
        print("_print 装饰器 {}".format(self.coutent))
        return _print
    cls.print = _print
    return cls

class document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document): pass

class pdf(document):  pass

@printable
class printtableword(word): pass    #先继承，后装饰


print(printtableword.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '__doc__': none, 'print': <function printable.<locals>._print at 0x0173c228>}
a = printtableword("tom")
a.print()   #   _print 装饰器 tom

优点：简单方便，在需要的地方动态增加

思路四：mixin  【用类去继承】

先看代码

class printablemixin:
    def print(self):
        print("printablemixin {}".format(self.coutent))

class document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document): pass

class pdf(document):  pass


class printtableword(printablemixin,word): pass

print(printtableword.mro())     #   [<class '__main__.printtableword'>, <class '__main__.printablemixin'>, <class '__main__.word'>, <class '__main__.document'>, <class 'object'>]
print(printtableword.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '__doc__': none}
a = printtableword("tom")
a.print()   #   printablemixin tom

mixin就是其他类混合进来，同时带来了类的属性和方法

这里看来mixin类和装饰器效果一样，也什么特别的，但是mixin是类，就可以继承，增强功能

class printablemixin:
    def print(self):
        print("printablemixin {}".format(self.coutent))

class document:
    def __init__(self,content):
        self.coutent = content

    def print(self):
        print(self.coutent)

class word(document): pass

class pdf(document):  pass


class printtableword(printablemixin,word): pass

class superprintablemixin(printablemixin,word):
    def print(self):
        print("~"*30)
        super(superprintablemixin, self).print()
        print("~"*30)

print(superprintablemixin.mro())     #  [<class '__main__.superprintablemixin'>, <class '__main__.printablemixin'>, <class '__main__.word'>, <class '__main__.document'>, <class 'object'>]
print(superprintablemixin.__dict__)  #  {'__module__': '__main__', 'print': <function superprintablemixin.print at 0x018264b0>, '__doc__': none}
a = superprintablemixin("tom")
a.print()   #   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
            #   printablemixin tom
            #   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

七、mixin类

minxin本质上就是多继承实现的

mixin体现的是一种组合的设计模式

在面向对象的设计中，一个负载的类，往往需要很多功能，而这些功能有来自不同的类提供，这就需要很多的类组合在一起

从设计模式的角度来说，多组合，少继承。

• mixin类的使用原则
• mixin类中不应该显示的出现__init__初始化方法
• mixin类通常不能独立工作，因为它是准备混入别的类中的部分功能实现
• mixin类的祖先类也应该是mixin类
• 使用时，mixin类通常在继承列表第一个位置，例如：class printableword(printablemixin,word):pass

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