Python类继承的高级特性

本文深入解析Python类的多重继承机制,对比经典类和新式类的区别,包括匹配规则、访问顺序以及如何选择合适的类类型以避免潜在问题。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

昨天在Python类的多重继承那里纠结了好久,在提问版块提了个问题探讨了探讨(链接)才完全搞明白,现在把类的特性整理下,供以后参考

正文

首先得说明的是,Python的类分为经典类新式类
经典类是python2.2之前的东西,但是在2.7还在兼容,但是在3之后的版本就只承认新式类了
新式类在python2.2之后的版本中都可以使用

经典类和新式类的区别在于:

  1. 经典类是默认没有派生自某个基类的,而新式类是默认派生自object这个基类的:
# old style
class A():pass

# new style
class A(obejct):pass

2.经典类在类多重继承的时候是采用从左到右深度优先原则匹配方法的..而新式类是采用C3算法(不同于广度优先)进行匹配的

3.经典类是没有__MRO__instance.mro()调用的,而新式类是有的.

为什么不用经典类,要更换到新式类

因为在经典类中的多重继承会有些问题...可能导致在继承树中的方法查询绕过后面的父类:

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()

按照经典类的查找顺序从左到右深度优先的规则,在访问d.foo1()的时候,D这个类是没有的..那么往上查找,先找到B,里面没有,深度优先,访问A,找到了foo1(),所以这时候调用的是A的foo1(),从而导致C重写的foo1()被绕过.

所以python引入了新式类的概念,每个基类都继承自object并且,他的匹配规则也从深度优先换到了C3


C3算法

C3算法是怎么做匹配的呢..在问答版块上面讨论之后,归结如下:

C3算法的一个核心是merge.

在merge列表中,如果第一个序列mro的第一个类是出现在其它序列,并且也是第一个,或者不出现其它序列,那么这个类就会从这些序列中删除,并合到访问顺序列表中

比如:(引用问题中zhuangzebo的回答@zhuangzebo)

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,]
那么接下来是:

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]

然后还有一种特殊情况:
比如:
merge(DO,CO,C) 先merge的是D
merge(DO,CO,C) 先merge的是C
意思就是.当出现有 一个类出现在两个序列的头(比如C) 这种情况和 这个类只有在一个序列的头(比如D) 这种情况同时出现的时候,按照顺序方式匹配。

新式类生成的访问序列被存储在一个叫MRO的只读列表中..
你可以使用instance.__MRO__或者instance.mro()来访问

最后匹配的时候就按照MRO序列的顺序去匹配

C3和广度优先的区别:

举个例子就完全明白了:

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

按照广度优先遍历,F的MRO序列应该是[F,C,E,B,D,A]
但是C3是[F,E,D,C,B,A]
意思是你可以当做C3是在一条链路上深度遍历到和另外一条链路的交叉点,然后去深度遍历另外一条链路,最后遍历交叉点

新式类和经典类的super按类名访问问题

在经典类中,你如果要访问父类的话,是用类名来访问的..

class A():
    def __init__(self):
        print "A"
class B(A):
    def __init__(self):
        print "B"
        A.__init__(self)  #python不会默认调用父类的初始化函数的

这样子看起来没三问题,但是如果类的继承结构比较复杂,会导致代码的可维护性很差..
所以新式类推出了super这个东西...

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

这时候,又有一个问题:当类是多重继承的时候,super访问的是哪一个类呢?
super实际上是通过__MRO__序列来确定访问哪一个类的...实际上就是调用__MRO__中此类后面的一个类的方法.
比如序列为[F,E,D,C,B,A]那么F中的super就是E,E的就是D

super按照类名访问 混合使用带来的坑

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"

这时候打印出来是:

 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

可以看出来D和A的初始化函数被乱入了两次!
按类名访问就相当于C语言之前的GOTO语句...乱跳,然后再用super按顺序访问..就有问题了

所以建议就是要么一直用super,要么一直用按照类名访问

最佳实现:

  1. 避免多重继承
  2. super使用一致
  3. 不要混用经典类和新式类
  4. 调用父类的时候注意检查类层次

参考资料:

  1. 《python高级编程》
  2. http://www.cnblogs.com/lovemo1314/archive/2011/05/03/2035005.html
  3. http://www.cnblogs.com/i2u9/archive/2013/03/19/pythonmroc3.html
一、综合实战—使用极轴追踪方式绘制信号灯 实战目标:利用对象捕捉追踪和极轴追踪功能创建信号灯图形 技术要点:结合两种追踪方式实现精确绘图,适用于工程制图中需要精确定位的场景 1. 切换至AutoCAD 操作步骤: 启动AutoCAD 2016软件 打开随书光盘中的素材文件 确认工作空间为"草图与注释"模式 2. 绘图设置 1)草图设置对话框 打开方式:通过"工具→绘图设置"菜单命令 功能定位:该对话框包含捕捉、追踪等核心绘图辅助功能设置 2)对象捕捉设置 关键配置: 启用对象捕捉(F3快捷键) 启用对象捕捉追踪(F11快捷键) 勾选端点、中心、圆心、象限点等常用捕捉模式 追踪原理:命令执行时悬停光标可显示追踪矢量,再次悬停可停止追踪 3)极轴追踪设置 参数设置: 启用极轴追踪功能 设置角度增量为45度 确认后退出对话框 3. 绘制信号灯 1)绘制圆形 执行命令:"绘图→圆→圆心、半径"命令 绘制过程: 使用对象捕捉追踪定位矩形中心作为圆心 输入半径值30并按Enter确认 通过象限点捕捉确保圆形位置准确 2)绘制直线 操作要点: 选择"绘图→直线"命令 捕捉矩形上边中点作为起点 捕捉圆的上象限点作为终点 按Enter结束当前直线命令 重复技巧: 按Enter可重复最近使用的直线命令 通过圆心捕捉和极轴追踪绘制放射状直线 最终形成完整的信号灯指示图案 3)完成绘制 验证要点: 检查所有直线是否准确连接圆心和象限点 确认极轴追踪的45度增量是否体现 保存绘图文件(快捷键Ctrl+S)
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值