python中的繼承機制super()函數詳解
前言
super 是用來解決多重繼承問題的,直接用類名調用父類方法在使用單繼承的時候沒問題
但是如果使用多繼承,會涉及到查找順序(MRO)、重復調用(鉆石繼承)等種種問題。
一、super用法
我們先簡單的理解為super().xx相當于調用了父類中的xx方法(實際上在單繼承中是這樣,多繼承中有點區(qū)別)。
時候會看到像下面這樣直接調用父類的一個方法:
class Base: def __init__(self): print('Base.__init__') class A(Base): def __init__(self): Base.__init__(self) print('A.__init__')
盡管對于大部分代碼而言這么做沒什么問題,但是在更復雜的涉及到多繼承的代碼中就有可能導致很奇怪的問題發(fā)生。
比如,考慮如下的情況:
class Base: def __init__(self): print('Base.__init__') class A(Base): def __init__(self): Base.__init__(self) print('A.__init__') class B(Base): def __init__(self): Base.__init__(self) print('B.__init__') class C(A,B): def __init__(self): A.__init__(self) B.__init__(self) print('C.__init__') c = C()
如果你運行這段代碼就會發(fā)現(xiàn) Base.__init__()
被調用兩次,如下所示:
Base.__init__ A.__init__ Base.__init__ B.__init__ C.__init__
但是當我們在代碼中換成使用 super()
,結果就很完美了:
class Base: def __init__(self): print('Base.__init__') class A(Base): def __init__(self): super().__init__() print('A.__init__') class B(Base): def __init__(self): super().__init__() print('B.__init__') class C(A,B): def __init__(self): super().__init__() # Only one call to super() here print('C.__init__')
運行這個新版本后,你會發(fā)現(xiàn)每個 __init__()
方法只會被調用一次了:
Base.__init__ B.__init__ A.__init__ C.__init__
二、super的本質
先說說python中如何實現(xiàn)繼承---------對于你定義的每一個類,Python會計算出一個所謂的方法解析順序(MRO)列表。 這個MRO列表就是一個簡單的所有基類的線性順序表。為了實現(xiàn)繼承,Python會在MRO列表上從左到右開始查找基類,直到找到第一個匹配這個屬性的類為止。
而這個MRO列表的構造是通過一個C3線性化算法來實現(xiàn)的。 我們不去深究這個算法的數學原理,它實際上就是合并所有父類的MRO列表并遵循如下三條準則:
- 子類會先于父類被檢查
- 多個父類會根據它們在列表中的順序被檢查
- 如果對下一個類存在兩個合法的選擇,選擇第一個父類
雖然名義上來說super是用來調用父類中的方法,但是super實際上是在MRO表中找到下一個匹配的類。super原型如下:
def super(cls, inst): mro = inst.__class__.mro() return mro[mro.index(cls) + 1]
兩個參數 cls 和 inst 分別做了兩件事:
1. inst 負責生成 MRO 的 list
2. 通過 cls 定位當前 MRO 中的 index, 并返回 mro[index + 1]
我們來看一個例子,猜猜下面的輸出會是什么呢:
class A(): def __init__(self): print("Enter A") class B(A): def __init__(self): print("Enter B") super(B,self).__init__() print("Leave B") class C(A): def __init__(self): print("Enter C") super(C,self).__init__() print("Leave C") class D(B,C): def __init__(self): print("Enter D") super(D,self).__init__() print("Leave D") d = D()
直接看結果:
很多人將super簡單的理解為調用父類中的方法,可能認為應該是D調用B和C,由于B在左邊,按順序先調用B,B油調用A,完成之后輪到D調用C,C調用A.輸出變成下面這樣:
Enter D
Enter B
Enter A
Leave B
Enter C
Enter A
Leave C
Leave D
但是根據我們上面說的super本質知道super 和父類其實沒有實質關聯(lián),我們就不難理解為什么 enter B 下一句是 enter C 而不是 enter A了(如果認為 super 代表“調用父類的方法”,會想當然的認為下一句應該是enter A)。流程如下,在 B 的 __init__ 函數中:
super(B,self).__init__() 首先獲取self.__class__.__mro__,但是這里的self是D的實例,而不是B的。
(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
然后,通過 B 來定位 MRO 中的 index,并找到下一個。
顯然 B 的下一個是 C。于是,我們調用 C 的 __init__,打出 enter C。
當你使用super()
函數時,Python會在MRO列表上繼續(xù)搜索下一個類。
只要每個重定義的方法統(tǒng)一使用super()
并只調用它一次, 那么控制流最終會遍歷完整個MRO列表,每個方法也只會被調用一次。
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