多重继承

本文探讨了面向对象编程中多重继承的概念,并介绍了MixIn设计模式。通过具体例子展示了如何利用多重继承简化类的设计,避免复杂的继承链。

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继承是面向对象编程的一个重要的方式,通过继承,子类就可以扩展父类的功能
由于Python允许使用多重继承,因此,MixIn就是一种常见的设计
只允许单一继承的语言(如Java)不能使用MixIn的设计

通常的继承关系设计如下:
  继承关系:Animal
        Dog(Animal)
        Bat(Animal)
        Ostrich(Animal)
        Parrot(Animal)
  按照哺乳动物和鸟类归类,要这样设计:
    Animal
      Mammal(Animal)
        Dog(Mammal)
        Bat(Mammal)
      Bird(Animal)
        Ostrich(Bird)
        Parrot(Bird)
  按照"能跑"和"能飞"来归类,要这样设计:
    Animal
      Runnable(Animal)
        Dog(Runnable)
        Ostrich(Runnable)
      Flyable(Animal)
        Bat(Flyable)
        Parrot(Flyable)
  要把上面的两种分类都包含进来,要这样设计:
    Animal
      Mammal(Animal)
        MRun(Mammal)
          Dog(MRun)
        MFly(Mammal)
          Bat(MRun)
      Bird(Animal)
        BRun(Bird)
          Ostrich(BRun)
        BFly(Bird)
          Parrot(BRun)

  如果要再增加其他的类别,类的数量会呈指数增长,很明显这样设计是不行的

  正确的做法是采用多重继承,通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能

    Runnable
    Flyable
    Animal
      Mammal(Animal)
        Dog(Mammal,Runnable) 对于需要Runnable功能的动物,就多继承一个Runnable
        Bat(Mammal,Flyable) 对于需要Flyable功能的动物,就多继承一个Flyable
      Bird(Animal)
        Ostrich(Bird,Runnable)
        Parrot(Bird,Flyable)

MixIn
  在设计类的继承关系时,通常,主线都是单一继承下来的
  但如果需要加入额外的功能,通过多重继承就可以实现,这种设计通常称之为MixIn
  MixIn的目的就是给一个类增加多个功能,这样,在设计类的时候,优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能,而不是设计多层次的复杂的继承关系
  这样一来,我们不需要复杂而庞大的继承链,只要选择组合不同的类的功能,就可以快速构造出所需的子类
  如下:
    RunnableMixIn 名称带后缀MixIn表示该功能是继承子类需要追加的功能
    FlyableMixIn
    Animal
      Mammal(Animal)
        Dog(Mammal,RunnableMixIn) 对于需要Runnable功能的动物,就多继承一个RunnableMixIn
        Bat(Mammal,FlyableMixIn) 对于需要Flyable功能的动物,就多继承一个FlyableMixIn
      Bird(Animal)
        Ostrich(Bird,RunnableMixIn)
        Parrot(Bird,FlyableMixIn)
  Python内置的很多库也使用了MixIn
  如Python自带了TCPServer和UDPServer这两类网络服务,而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型
  这两种模型由ForkingMixIn和ThreadingMixIn提供。通过组合,我们就可以创造出合适的服务来
  编写一个多进程模式的TCP服务:class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn): pass
  编写一个多线程模式的UDP服务:class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn): pass
  编写一个更先进的协程模型:class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixIn): pass

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