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Python類的多重繼承問題深入分析

 更新時間:2014年11月09日 11:40:31   投稿:hebedich  
昨天在Python類的多重繼承那里糾結了好久,咨詢了不少高手之后,才完全搞明白,現(xiàn)在把類的特性整理下,供以后參考,也給有需要的小伙伴們參考下

正文

首先得說明的是,Python的類分為經典類 和 新式類
經典類是python2.2之前的東西,但是在2.7還在兼容,但是在3之后的版本就只承認新式類了
新式類在python2.2之后的版本中都可以使用

經典類和新式類的區(qū)別在于:

經典類是默認沒有派生自某個基類的,而新式類是默認派生自object這個基類的:

復制代碼 代碼如下:

# old style
class A():pass

# new style
class A(obejct):pass

2.經典類在類多重繼承的時候是采用從左到右深度優(yōu)先原則匹配方法的..而新式類是采用C3算法(不同于廣度優(yōu)先)進行匹配的

3.經典類是沒有__MRO__和instance.mro()調用的,而新式類是有的.

為什么不用經典類,要更換到新式類

因為在經典類中的多重繼承會有些問題...可能導致在繼承樹中的方法查詢繞過后面的父類:

復制代碼 代碼如下:

class A():
    def foo1(self):
        print "A"
class B(A):
    def foo2(self):
        pass
class C(A):
    def foo1(self):
        print "C"
class D(B, C):
    pass

d = D()
d.foo1()

按照經典類的查找順序從左到右深度優(yōu)先的規(guī)則,在訪問d.foo1()的時候,D這個類是沒有的..那么往上查找,先找到B,里面沒有,深度優(yōu)先,訪問A,找到了foo1(),所以這時候調用的是A的foo1(),從而導致C重寫的foo1()被繞過.

所以python引入了新式類的概念,每個基類都繼承自object并且,他的匹配規(guī)則也從深度優(yōu)先換到了C3

C3算法

C3算法是怎么做匹配的呢..在問答版塊上面討論之后,歸結如下:

C3算法的一個核心是merge.

在merge列表中,如果第一個序列mro的第一個類是出現(xiàn)在其它序列,并且也是第一個,或者不出現(xiàn)其它序列,那么這個類就會從這些序列中刪除,并合到訪問順序列表中
比如:(引用問題中zhuangzebo的回答@zhuangzebo)

復制代碼 代碼如下:

class A(O):pass
class B(O):pass
class C(O):pass
class D(A,B):pass
class E(C,D):pass

首先需要知道 O(object)的mro(method resolution order)列表是[O,]
那么接下來是:

復制代碼 代碼如下:

mro(A) = [A, O]
mro(B) = [B, O]
mro(C) = [C, O]
mro(D) = [D] + merge(mro(A), mro(B), [A, B])
= [D] + merge([A, O], [B, O], [A, B])
= [D, A] + merge([O], [B, O], [B])
= [D, A, B] + merge([O], [O])
= [D, A, B, O]
mro(E) = [E] + merge(mro(C), mro(D), [C, D])
= [E] + merge([C, O], [D, A, B, O], [C, D])
= [E, C] + merge([O], [D, A, B, O], [D])
= [E, C, D] + merge([O], [A, B, O])
= [E, C, D, A, B] + merge([O], [O])
= [E, C, D, A, B, O]

然后還有一種特殊情況:
比如:
merge(DO,CO,C) 先merge的是D
merge(DO,CO,C) 先merge的是C
意思就是.當出現(xiàn)有 一個類出現(xiàn)在兩個序列的頭(比如C) 這種情況和 這個類只有在一個序列的頭(比如D) 這種情況同時出現(xiàn)的時候,按照順序方式匹配。

新式類生成的訪問序列被存儲在一個叫MRO的只讀列表中..
你可以使用instance.__MRO__或者instance.mro()來訪問

最后匹配的時候就按照MRO序列的順序去匹配了

C3和廣度優(yōu)先的區(qū)別:

舉個例子就完全明白了:

復制代碼 代碼如下:

class A(object):pass
class B(A):pass
class C(B):pass
class D(A):pass
class E(D):pass
class F(C, E):pass

按照廣度優(yōu)先遍歷,F的MRO序列應該是[F,C,E,B,D,A]
但是C3是[F,E,D,C,B,A]
意思是你可以當做C3是在一條鏈路上深度遍歷到和另外一條鏈路的交叉點,然后去深度遍歷另外一條鏈路,最后遍歷交叉點

新式類和經典類的super和按類名訪問問題

在經典類中,你如果要訪問父類的話,是用類名來訪問的..

復制代碼 代碼如下:

class A():
    def __init__(self):
        print "A"
class B(A):
    def __init__(self):
        print "B"
        A.__init__(self)  #python不會默認調用父類的初始化函數(shù)的

這樣子看起來沒三問題,但是如果類的繼承結構比較復雜,會導致代碼的可維護性很差..
所以新式類推出了super這個東西...

復制代碼 代碼如下:

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

這時候,又有一個問題:當類是多重繼承的時候,super訪問的是哪一個類呢?
super實際上是通過__MRO__序列來確定訪問哪一個類的...實際上就是調用__MRO__中此類后面的一個類的方法.
比如序列為[F,E,D,C,B,A]那么F中的super就是E,E的就是D

super和按照類名訪問 混合使用帶來的坑

復制代碼 代碼如下:

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

 class B(object):
  def __init__(self):
   print "enter B"
   print "leave B"

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

 class D(A):
  def __init__(self):
   print "enter D"
   super(D, self).__init__()
   print "leave D"
 class E(B, C):
  def __init__(self):
   print "enter E"
   B.__init__(self)
   C.__init__(self)
   print "leave E"

 class F(E, D):
  def __init__(self):
   print "enter F"
   E.__init__(self)
   D.__init__(self)
   print "leave F"

這時候打印出來是:

復制代碼 代碼如下:

 enter F
 enter E
 enter B
 leave B
 enter C
 enter D
 enter A
 leave A
 leave D
 leave C
 leave E
 enter D
 enter A
 leave A
 leave D
 leave F

可以看出來D和A的初始化函數(shù)被亂入了兩次!
按類名訪問就相當于C語言之前的GOTO語句...亂跳,然后再用super按順序訪問..就有問題了

所以建議就是要么一直用super,要么一直用按照類名訪問

最佳實現(xiàn):

避免多重繼承
super使用一致
不要混用經典類和新式類
調用父類的時候注意檢查類層次

以上便是本人對于python類的繼承的認識了,希望對大家能有所幫助

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