day26-继承和派生

作者: 天行_b6d0 | 来源:发表于2020-08-10 14:30 被阅读0次

day26-继承和派生
继承和派生
实现继承
2017.9.18
OC学习总结2 派生、重写和多态
C++ 一篇搞懂继承的常见特性
C++派生类
CPP:04类的继承和派生
2017 09 18
C++继承和派生

一、常用三连

什么是继承
继承是一种新建类的方式，新建的类称之为子类，被继承的类称之为父类、超类、基类。
在python中支持多继承
为什么要用继承
子类可以遗传父类的属性，使用继承可以解决类与类之间代码的冗余问题。
如何实现继承

class Parent1:
    pass

class Parent2:
    pass

class Sub1(Parent1):  # 在类名后加上括号，里面放被继承类的类名
    pass

class Sub2(Parent1,Parent2):
    pass

print(Sub1.__bases__)  # 查看该类的父类
print(Sub2.__bases__)

二、在子类派生的新方法中重用父类的功能

method_1:指名道姓地调用某个类的函数
特点：不依赖于继承关系

class OldboyPeople:
    school = "oldboy"
    #             空对象,"洛根",22,'male'
    def __init__(self,name,age,gender):
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    def f1(self):
        print('1111111')

class Student(OldboyPeople):
    #            空对象,"洛根",22,'male',1001,"python全栈开发"
    def __init__(self,name,age,gender,stu_id,course):
        OldboyPeople.__init__(self,name,age,gender)  # OldboyPeople.__init__(空对象,"洛根",22,'male')
        self.stu_id = stu_id
        self.course = course


    def choose(self):
        print('%s 正在选课' %self.name)

    def f1(self):
        OldboyPeople.f1(self)
        print("22222")

class Teacher(OldboyPeople):
    def score(self,stu,num):
        stu.num = num


stu1=Student("洛根",22,'male',1001,"python全栈开发")
# tea1=Teacher("egon",18,'male',2000,10)


stu1.f1()

method_2:super()

调用super()会得到一个特殊的对象，该对象专门用来引用父类的属性，且严格按照MRO规定的顺序向后查找

ps:在Python2中super的使用需要完整地写成super(自己的类名,self) ,而在python3中可以简写为super()。
这两种方式的区别是：方式一是跟继承没有关系的，而方式二的super()是依赖于继承的，并且即使没有直接继承关系，super()仍然会按照MRO继续往后查找

>>> #A没有继承B
... class A:
...     def test(self):
...         super().test()
... 
>>> class B:
...     def test(self):
...         print('from B')
... 
>>> class C(A,B):
...     pass
... 
>>> C.mro() # 在代码层面A并不是B的子类，但从MRO列表来看，属性查找时，就是按照顺序C->A->B->object，B就相当于A的“父类”
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>,<class ‘object'>]
>>> obj=C()
>>> obj.test() # 属性查找的发起者是类C的对象obj，所以中途发生的属性查找都是参照C.mro()
from B

obj.test()首先找到A下的test方法，执行super().test()会基于MRO列表(以C.mro()为准)当前所处的位置继续往后查找()，然后在B中找到了test方法并执行。

三、属性查找

由对象引发的属性查找: 先从对象里面找，再去类里面找，再去父类里面找。
例一：

class Foo:
    def f2(self):
        print("Foo.f2")

    def f1(self):
        print('Foo.f1')
        self.f2()  # obj.f2()


class Bar(Foo):
    def f2(self):
        print("Bar.f2")


obj = Bar()
obj.f1()  # 输出的结果为：Foo.f1    Bar.f2

例二：父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以在方法名前加前缀__

class Foo:
    def __f2(self):  # _Foo__f2
        print("Foo.f2")

    def f1(self):
        print('Foo.f1')
        self.__f2()  # obj._Foo__f2()


class Bar(Foo):
    def __f2(self):  # _Bar__f2
        print("Bar.f2")


obj = Bar()

obj.f1()

四、继承的实现原理

1、两个种类的类
新式类：但凡是继承了object类的子类，以该子类子子孙孙类都称之为新式类
经典类：没有继承了object类的子类，以该子类子子孙孙类都称之为经典类
在python3中全是新式类，只有在python2 中才有经典类，在python3中没有继承任何类的类会默认继承object类。

2、菱形问题
一个子类继承的多条件分支最终汇聚到一个非object类，在菱形继承下，新式类与经典类关于属性查找的方式不同。
新式类：广度优先
经典类：深度优先

例1：非菱形继承，经典类与新式类的属性查找顺序都一样

菱形继承1.png

class E:
    # def test(self):
    #     print('from E')
    pass

class F:
    def test(self):
        print('from F')


class B(E):
    # def test(self):
    #     print('from B')
    pass

class C(F):
    def test(self):
        print('from C')


class D:
    def test(self):
        print('from D')


class A(B, C, D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass

obj=A()
obj.test()

例2：菱形继承

菱形继承2.png

class G(object): # 在python2中，未继承object的类及其子类，都是经典类
    # def test(self):
    #     print('from G')
    pass

class E(G):
    # def test(self):
    #     print('from E')
    pass

class F(G):
    # def test(self):
    #     print('from F')
    pass

class B(E):
    # def test(self):
    #     print('from B')
    pass

class C(F):
    # def test(self):
    #     print('from C')
    pass

class D(G):
    # def test(self):
    #     print('from D')
    pass

class A(B,C,D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass

obj=A()
obj.test()

print(A.mro())

五、Python Mixins机制

一个子类可以同时继承多个父类，这样的设计常被人诟病，一来它有可能导致可恶的菱形问题，二来在人的世界观里继承应该是个”is-a”关系。比如轿车类之所以可以继承交通工具类，是因为基于人的世界观，我们可以说：轿车是一个(“is-a”)交通工具，而在人的世界观里，一个物品不可能是多种不同的东西，因此多重继承在人的世界观里是说不通的，它仅仅只是代码层面的逻辑。不过有没有这种情况，一个类的确是需要继承多个类呢？

答案是有，我们用交通工具来举例:

民航飞机、直升飞机、轿车都是一个（is-a）交通工具，前两者都有一个功能是飞行fly，但是轿车没有，所以如下所示我们把飞行功能放到交通工具这个父类中是不合理的。

class Vehicle:  # 交通工具
    def fly(self):
        '''
        飞行功能相应的代码        
        '''
        print("I am flying")


class CivilAircraft(Vehicle):  # 民航飞机
    pass


class Helicopter(Vehicle):  # 直升飞机
    pass


class Car(Vehicle):  # 汽车并不会飞，但按照上述继承关系，汽车也能飞了
    pass

但是如果民航飞机和直升机都各自写自己的飞行fly方法，又违背了代码尽可能重用的原则（如果以后飞行工具越来越多，那会重复代码将会越来越多）。

所以为了尽可能地重用代码，那就只好在定义出一个飞行器的类，然后让民航飞机和直升飞机同时继承交通工具以及飞行器两个父类，这样就出现了多重继承。这时又违背了继承必须是”is-a”关系。这个难题该怎么解决？
<<<<<<<<<>>>>>>>>>python提供了Mixins机制，简单来说Mixins机制指的是子类混合(mixin)不同类的功能，而这些类采用统一的命名规范（例如Mixin后缀），以此标识这些类只是用来混合功能的，并不是用来标识子类的从属"is-a"关系的，所以Mixins机制本质仍是多继承，但同样遵守”is-a”关系，如下

class Vehicle:  # 交通工具
    pass


class FlyableMixin:
    def fly(self):
        '''
        飞行功能相应的代码        
        '''
        print("I am flying")


class CivilAircraft(FlyableMixin, Vehicle):  # 民航飞机
    pass


class Helicopter(FlyableMixin, Vehicle):  # 直升飞机
    pass


class Car(Vehicle):  # 汽车
    pass

# ps: 采用某种规范（如命名规范）来解决具体的问题是python惯用的套路

可以看到，上面的CivilAircraft、Helicopter类实现了多继承，不过它继承的第一个类我们起名为FlyableMixin，而不是Flyable，这个并不影响功能，但是会告诉后来读代码的人，这个类是一个Mixin类，表示混入(mix-in)，这种命名方式就是用来明确地告诉别人（python语言惯用的手法），这个类是作为功能添加到子类中，而不是作为父类，它的作用同Java中的接口。所以从含义上理解，CivilAircraft、Helicopter类都只是一个Vehicle，而不是一个飞行器。

使用Mixin类实现多重继承要非常小心

首先它必须表示某一种功能，而不是某个物品，python 对于mixin类的命名方式一般以 Mixin, able, ible 为后缀
其次它必须责任单一，如果有多个功能，那就写多个Mixin类，一个类可以继承多个Mixin，为了保证遵循继承的“is-a”原则，只能继承一个标识其归属含义的父类
然后，它不依赖于子类的实现
最后，子类即便没有继承这个Mixin类，也照样可以工作，就是缺少了某个功能。（比如飞机照样可以载客，就是不能飞了）

六、组合

在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合。组合与继承都是用来解决代码的重用性问题。不同的是：继承是一种“是”的关系，比如老师是人、学生是人，当类之间有很多相同的之处，应该使用继承；而组合则是一种“有”的关系，比如老师有生日，老师有多门课程，当类之间有显著不同，并且较小的类是较大的类所需要的组件时，应该使用组合，如下示例

class Course:
    def __init__(self,name,period,price):
        self.name=name
        self.period=period
        self.price=price
    def tell_info(self):
        print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))

class Date:
    def __init__(self,year,mon,day):
        self.year=year
        self.mon=mon
        self.day=day
    def tell_birth(self):
       print('<%s-%s-%s>' %(self.year,self.mon,self.day))

class People:
    school='清华大学'
    def __init__(self,name,sex,age):
        self.name=name
        self.sex=sex
        self.age=age

#Teacher类基于继承来重用People的代码，基于组合来重用Date类和Course类的代码
class Teacher(People): #老师是人
    def __init__(self,name,sex,age,title,year,mon,day):
        super().__init__(name,age,sex)
        self.birth=Date(year,mon,day) #老师有生日
        self.courses=[] #老师有课程，可以在实例化后，往该列表中添加Course类的对象
    def teach(self):
        print('%s is teaching' %self.name)


python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('linux','5mons',5000.0)
teacher1=Teacher('lili','female',28,'博士生导师',1990,3,23)

# teacher1有两门课程
teacher1.courses.append(python)
teacher1.courses.append(linux)

# 重用Date类的功能
teacher1.birth.tell_birth()

# 重用Course类的功能
for obj in teacher1.courses: 
    obj.tell_info()