python基础——多重继承

时间：2024-09-09 20:36:32

python基础——多重继承

　　

　　继承是面向对象编程的一个重要的方式，因为通过继承，子类就可以扩展父类的功能。

　　回忆一下Animal类层次的设计，假设我们要实现以下4种动物：

  • Dog - 狗狗；
  • Bat - 蝙蝠；
  • Parrot - 鹦鹉；
  • Ostrich - 鸵鸟。

　　如果按照哺乳动物和鸟类归类，我们可以设计出这样的类的层次：

　　python基础——多重继承

　　但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类，我们就应该设计出这样的类的层次：

　　python基础——多重继承

　　

　　如果要把上面的两种分类都包含进来，我们就得设计更多的层次：

  • 哺乳类：能跑的哺乳类，能飞的哺乳类；
  • 鸟类：能跑的鸟类，能飞的鸟类。

　　这么一来，类的层次就复杂了：

　　python基础——多重继承

　　如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”，这么搞下去，类的数量会呈指数增长，很明显这样设计是不行的。

　　正确的做法是采用多重继承。首先，主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计：

class Animal(object):

    pass

# 大类:

class Mammal(Animal):

    pass

class Bird(Animal):

    pass

# 各种动物:

class Dog(Mammal):

    pass

class Bat(Mammal):

    pass

class Parrot(Bird):

    pass

class Ostrich(Bird):

    pass

　　现在，我们要给动物再加上Runnable和Flyable的功能，只需要先定义好Runnable和Flyable的类：

class Runnable(object):

    def run(self):

        print('Running...')

class Flyable(object):

    def fly(self):

        print('Flying...')

　　对于需要Runnable功能的动物，就多继承一个Runnable，例如Dog：

class Dog(Mammal, Runnable):

    pass

　　对于需要Flyable功能的动物，就多继承一个Flyable，例如Bat：

class Bat(Mammal, Flyable):

    pass

　　通过多重继承，一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。

MixIn

　　在设计类的继承关系时，通常，主线都是单一继承下来的，例如，Ostrich继承自Bird。但是，如果需要“混入”额外的功能，通过多重继承就可以实现，比如，让Ostrich除了继承自Bird外，再同时继承Runnable。这种设计通常称之为MixIn。

　　为了更好地看出继承关系，我们把Runnable和Flyable改为RunnableMixIn和FlyableMixIn。类似的，你还可以定义出肉食动物CarnivorousMixIn和植食动物HerbivoresMixIn，让某个动物同时拥有好几个MixIn：

class Dog(Mammal, RunnableMixIn, CarnivorousMixIn):

    pass

　　

　　MixIn的目的就是给一个类增加多个功能，这样，在设计类的时候，我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能，而不是设计多层次的复杂的继承关系。

　　Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子，Python自带了TCPServer和UDPServer这两类网络服务，而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型，这两种模型由ForkingMixIn和ThreadingMixIn提供。通过组合，我们就可以创造出合适的服务来。

　　比如，编写一个多进程模式的TCP服务，定义如下：

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn):

    pass

　　编写一个多线程模式的UDP服务，定义如下：

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn):

    pass

　　如果你打算搞一个更先进的协程模型，可以编写一个CoroutineMixIn：

class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixIn):

    pass

　　这样一来，我们不需要复杂而庞大的继承链，只要选择组合不同的类的功能，就可以快速构造出所需的子类。

小结

　　由于Python允许使用多重继承，因此，MixIn就是一种常见的设计。

　　只允许单一继承的语言（如Java）不能使用MixIn的设计。

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