Python--多继承（Mixin类）

最新推荐文章于 2025-05-16 17:17:55 发布

鹿夏

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本文介绍了Python不同版本的类，包括Python2的古典类和新式类、Python3的新式类。阐述了多继承的概念、用途及弊端，如带来冲突和二义性。还介绍了Python多继承的实现，通过MRO解决基类搜索顺序问题，重点讲解了C3算法。最后讲解了Mixin类，包括其本质、设计模式及使用原则。

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Python不同版本的类

Python2.2之前类是没有共同的祖先的，之后，引入object类，它是所有类的共同祖先类object。
Python2中为了兼容，分为古典类（旧式类）和新式类。
Python3中全部都是新式类。
新式类都是继承自object的，新式类可以使用super。

# 以下代码在Python2.x中运行
# 古典类（旧式类）
class A: pass

# 新式类
class B(object): pass

print(dir(A))
print(dir(B))
print(A.__bases__)
print(B.__bases__)

# 古典类
a = A()
print(a.__class__)
print(type(a)) # <type 'instance'>

# 新式类
b = B()
print(b.__class__)
print(type(b))

多继承

OCP原则：多用“继承”、少修改
继承的用途：在子类上实现对基类的增强、实现多态
多态
在面向对象中，父类、子类通过继承联系在一起，如果可以通过一套方法，就可以实现不同表现，就是多态。
一个类继承自多个类就是多继承，它将具有多个类的特征。

多继承弊端

多继承很好的模拟了世界，因为事物很少是单一继承，但是舍弃简单，必然引入复杂性，带来了冲突。
多继承的实现会导致编译器设计的复杂度增加，所以有些高级编程语言舍弃了类的多继承。
C++支持多继承；Java舍弃了多继承。
Java中，一个类可以实现多个接口，一个接口也可以继承多个接口。Java的接口很纯粹，只是方法的声明，继承者必须实现这些方法，就具有了这些能力，就能干什么。
多继承可能会带来二义性，实现多继承的语言，要解决二义性，深度优先或者广度优先。

Python多继承实现

在这里插入图片描述

左图是多继承（菱形继承），右图是单一继承
多继承带来路径选择问题
Python使用MRO（method resolution order方法解析顺序）解决基类搜索顺序问题。
历史原因，MRO有三个搜索算法：

经典算法，按照定义从左到右，深度优先策略。2.2版本之前
左图的MRO是MyClass,D,B,A,C,A
新式类算法，是经典算法的升级，深度优先，重复的只保留最后一个。2.2版本
左图的MRO是MyClass,D,B,C,A,object
C3算法，在类被创建出来的时候，就计算出一个MRO有序列表。2.3之后，Python3唯一支持的算法
左图中的MRO是MyClass,D,B,C,A,object的列表

C3算法解决多继承的二义性
C3算法，解决了继承的单调性，它阻止创建之前版本产生二义性的代码。求得的MRO本质是为了线性化，且确定了顺序。
单调性：假设有A、B、C三个类，C的mro是[C, A, B]，那么C的子类的mro中，A、B的顺序一致就是单调的。

Mixin类

Mixin本质上就是多继承实现的
Mixin体现的是一种组合的设计模式
在面向对象的设计中，一个复杂的类，往往需要很多功能，而这些功能有来自不同的类提供，这就需要很多的类组合在一起
从设计模式的角度来说，多组合，少继承

Mixin类的使用原则

Mixin类中不应该显式的出现__init__初始化方法
Mixin类通常不能独立工作，因为它是准备混入别的类中的部分功能实现
Mixin类的祖先类也应是Mixin类
使用时，Mixin类通常在继承列表的第一个位置
父类只做方法的定义
抽象类，抽象方法
其他语言抽象类不可实例化
抽象类一般不实例化，作为基类用

class Document: # 第三方库，不允许修改
	def __init__(self, content):
		self.content = content

class Word(Document): pass # 第三方库，不允许修改
class Pdf(Document): pass # 第三方库，不允许修改

class PrintableMixin:
	def print(self):
		print(self.content, 'Mixin') 

class PrintableWord(PrintableMixin, Word): pass
print(PrintableWord.__dict__) # {'__module__': '__main__', '__doc__': None}
print(PrintableWord.mro())
# [<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

pw = PrintableWord('test string')
pw.print() # test string Mixin

class SuperPrintableMixin(PrintableMixin):
    def print(self):
        print('-' * 20) # 打印增强
        super().print()
        print('-' * 20) # 打印增强

# PrintableMixin类的继承
class SuperprintablePdf(SuperPrintableMixin, Pdf): pass

print(SuperprintablePdf.__dict__) # {'__module__': '__main__', '__doc__': None}
print(SuperprintablePdf.mro())
# [<class '__main__.SuperprintablePdf'>, <class '__main__.SuperPrintableMixin'>,\
# <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Pdf'>, \
# <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

spp = SuperprintablePdf('super print pdf')
spp.print()
# --------------------
# super print pdf Mixin
# --------------------