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Python類(lèi)的多重繼承問(wèn)題深入分析
2017-07-26
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Python類(lèi)的多重繼承問(wèn)題深入分析

首先得說(shuō)明的是,Python的類(lèi)分為經(jīng)典類(lèi) 和 新式類(lèi)

經(jīng)典類(lèi)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(rèn)新式類(lèi)了

新式類(lèi)在python2.2之后的版本中都可以使用

經(jīng)典類(lèi)和新式類(lèi)的區(qū)別在于:

經(jīng)典類(lèi)是默認(rèn)沒(méi)有派生自某個(gè)基類(lèi)的,而新式類(lèi)是默認(rèn)派生自object這個(gè)基類(lèi)的:

復(fù)制代碼代碼如下:
# old style
class A():pass

# new style
class A(obejct):pass

2.經(jīng)典類(lèi)在類(lèi)多重繼承的時(shí)候是采用從左到右深度優(yōu)先原則匹配方法的..而新式類(lèi)是采用C3算法(不同于廣度優(yōu)先)進(jìn)行匹配的

3.經(jīng)典類(lèi)是沒(méi)有__MRO__和instance.mro()調(diào)用的,而新式類(lèi)是有的.

為什么不用經(jīng)典類(lèi)，要更換到新式類(lèi)

因?yàn)樵诮?jīng)典類(lèi)中的多重繼承會(huì)有些問(wèn)題...可能導(dǎo)致在繼承樹(shù)中的方法查詢(xún)繞過(guò)后面的父類(lèi):

復(fù)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(jīng)典類(lèi)的查找順序從左到右深度優(yōu)先的規(guī)則，在訪問(wèn)d.foo1()的時(shí)候,D這個(gè)類(lèi)是沒(méi)有的..那么往上查找,先找到B,里面沒(méi)有,深度優(yōu)先,訪問(wèn)A,找到了foo1(),所以這時(shí)候調(diào)用的是A的foo1()，從而導(dǎo)致C重寫(xiě)的foo1()被繞過(guò).

所以python引入了新式類(lèi)的概念,每個(gè)基類(lèi)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(wèn)答版塊上面討論之后,歸結(jié)如下:

C3算法的一個(gè)核心是merge.

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

復(fù)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(lái)是:

復(fù)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(dāng)出現(xiàn)有 一個(gè)類(lèi)出現(xiàn)在兩個(gè)序列的頭(比如C) 這種情況和 這個(gè)類(lèi)只有在一個(gè)序列的頭(比如D) 這種情況同時(shí)出現(xiàn)的時(shí)候,按照順序方式匹配。

新式類(lèi)生成的訪問(wèn)序列被存儲(chǔ)在一個(gè)叫MRO的只讀列表中..
你可以使用instance.__MRO__或者instance.mro()來(lái)訪問(wèn)

最后匹配的時(shí)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(gè)例子就完全明白了:

復(fù)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(yīng)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(dāng)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(diǎn),然后去深度遍歷另外一條鏈路,最后遍歷交叉點(diǎn)

新式類(lèi)和經(jīng)典類(lèi)的super和按類(lèi)名訪問(wèn)問(wèn)題

在經(jīng)典類(lèi)中,你如果要訪問(wèn)父類(lèi)的話,是用類(lèi)名來(lái)訪問(wèn)的..

復(fù)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(huì)默認(rèn)調(diào)用父類(lèi)的初始化函數(shù)的

這樣子看起來(lái)沒(méi)三問(wèn)題,但是如果類(lèi)的繼承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致代碼的可維護(hù)性很差..
所以新式類(lèi)推出了super這個(gè)東西...

復(fù)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(shí)候，又有一個(gè)問(wèn)題:當(dāng)類(lèi)是多重繼承的時(shí)候,super訪問(wèn)的是哪一個(gè)類(lèi)呢?
super實(shí)際上是通過(guò)__MRO__序列來(lái)確定訪問(wèn)哪一個(gè)類(lèi)的...實(shí)際上就是調(diào)用__MRO__中此類(lèi)后面的一個(gè)類(lèi)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(lèi)名訪問(wèn) 混合使用帶來(lái)的坑

復(fù)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(shí)候打印出來(lái)是：

復(fù)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(lái)D和A的初始化函數(shù)被亂入了兩次！
按類(lèi)名訪問(wèn)就相當(dāng)于C語(yǔ)言之前的GOTO語(yǔ)句...亂跳,然后再用super按順序訪問(wèn)..就有問(wèn)題了

所以建議就是要么一直用super,要么一直用按照類(lèi)名訪問(wèn)

最佳實(shí)現(xiàn):

避免多重繼承
super使用一致
不要混用經(jīng)典類(lèi)和新式類(lèi)
調(diào)用父類(lèi)的時(shí)候注意檢查類(lèi)層次

以上便是本人對(duì)于python類(lèi)的繼承的認(rèn)識(shí)了，希望對(duì)大家能有所幫助


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