Python面向对象----多继承,菱形继承问题产生及解决,MRO顺序

本文深入探讨Python中多继承的原理,特别是菱形继承问题的产生与解决,通过实例对比了类名.__init__与super().__init__的使用,阐述了super方法如何避免父类方法重复调用。

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多继承:

⼀个类同时继承多个类,称为多继承。 class 类名(⽗类名1,⽗类名2…)
多继承关系中,当多个⽗类具有同名的成员,⼦类调时该成员时先调⽤继承关系中的第⼀个声明的类的成员

类名.__mro__ :查看继承关系

菱形继承问题的发生:

定义:两个子类继承同一个父类,而又有子类同时继承这两个子类

# coding=utf-8

print("******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******")
class Parent(object):
    def __init__(self, name):
        print('parent的init开始被调用')
        self.name = name
        print('parent的init结束被调用')

class Son1(Parent):
    def __init__(self, name, age):
        print('Son1的init开始被调用')
        self.age = age
        Parent.__init__(self, name)
        print('Son1的init结束被调用')

class Son2(Parent):
    def __init__(self, name, gender):
        print('Son2的init开始被调用')
        self.gender = gender
        Parent.__init__(self, name)
        print('Son2的init结束被调用')

class Grandson(Son1, Son2):
    def __init__(self, name, age, gender):
        print('Grandson的init开始被调用')
        Son1.__init__(self, name, age)  # 单独调用父类的初始化方法
        Son2.__init__(self, name, gender)
        print('Grandson的init结束被调用')

gs = Grandson('grandson', 12, '男')
print('姓名:', gs.name)
print('年龄:', gs.age)
print('性别:', gs.gender)

print("******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******\n\n")

代码运行的结果是:

******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******
Grandson的init开始被调用
Son1的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son1的init结束被调用
Son2的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son2的init结束被调用
Grandson的init结束被调用
姓名: grandson
年龄: 12
性别: 男
******多继承使用类名.__init__ 发生的状态******

在运行结果中可以看到父类Parent的init方法被运行了两次

此时就发生了菱形继承问题,当多个子类调用时,父类会被多次执行。

解决菱形继承问题的方法:

当将Parent.__init__(self, name)替换成super().__init__(self,name,*args,**kuwrgs)后,可以解决菱形继承调用多次父类的问题

print("******多继承使用super().__init__ 发生的状态******")
class Parent(object):
    def __init__(self, name, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错,使用不定长参数,接受参数
        print('parent的init开始被调用')
        self.name = name
        print('parent的init结束被调用')

class Son1(Parent):
    def __init__(self, name, age, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错,使用不定长参数,接受参数
        print('Son1的init开始被调用')
        self.age = age
        super().__init__(name, *args, **kwargs)  # 为避免多继承报错,使用不定长参数,接受参数
        print('Son1的init结束被调用')

class Son2(Parent):
    def __init__(self, name, gender, *args, **kwargs):  # 为避免多继承报错,使用不定长参数,接受参数
        print('Son2的init开始被调用')
        self.gender = gender
        super().__init__(name, *args, **kwargs)  # 为避免多继承报错,使用不定长参数,接受参数
        print('Son2的init结束被调用')

class Grandson(Son1, Son2):
    def __init__(self, name, age, gender):
        print('Grandson的init开始被调用')
        # 多继承时,相对于使用类名.__init__方法,要把每个父类全部写一遍
        # 而super只用一句话,执行了全部父类的方法,这也是为何多继承需要全部传参的一个原因
        # super(Grandson, self).__init__(name, age, gender)
        super().__init__(name, age, gender)
        print('Grandson的init结束被调用')


gs = Grandson('grandson', 12, '男')
print('姓名:', gs.name)
print('年龄:', gs.age)
print('性别:', gs.gender)
print("******多继承使用super().__init__ 发生的状态******\n\n")

运行结果:

******多继承使用super().__init__ 发生的状态******
Grandson的init开始被调用
Son1的init开始被调用
Son2的init开始被调用
parent的init开始被调用
parent的init结束被调用
Son2的init结束被调用
Son1的init结束被调用
Grandson的init结束被调用
姓名: grandson
年龄: 12
性别: 男
******多继承使用super().__init__ 发生的状态******

super().方法可以解决菱形继承问题,保证所有的类只执行一次。super().方法按MRO顺序依次执行(MRO顺序是用C语言C3算法得出的)

super().方法()------>super(self).方法()调用当前类的父类方法(按MRO顺序)

super(Son1).方法()调用指定的Son1类的父类的方法(按MRO顺序)

总结

  1. super().__init__相对于类名.__init__,在单继承上用法基本无差
  2. 但在多继承上有区别,super方法能保证每个父类的方法只会执行一次,而使用类名的方法会导致方法被执行多次,具体看前面的输出结果
  3. 多继承时,使用super方法,对父类的传参数,应该是由于python中super的算法导致的原因,必须把参数全部传递,否则会报错
  4. 单继承时,使用super方法,则不能全部传递,只能传父类方法所需的参数,否则会报错
  5. 多继承时,相对于使用类名.__init__方法,要把每个父类全部写一遍, 而使用super方法,只需写一句话便执行了全部父类的方法,这也是为何多继承需要全部传参的一个原因

查看继承关系-------MRO顺序

类名.__mro__

Grandson.__mro__

(<class '__main__.Grandson'>, <class '__main__.Son1'>, <class '__main__.Son2'>, <class '__main__.Parent'>, <class 'object'>)

 

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