Python之旅——类的继承属性搜索规则

最新推荐文章于 2024-07-18 08:48:10 发布

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本文详细解析了Python中类属性的搜索规则，包括单继承和多继承情况下的属性查找顺序，以及不同构造函数对属性的影响。

类的继承属性搜索规则

基于LEGB搜索规则，并根据类的继承关系树，自底向上，自左向右搜索，直到找到第一个属性为止。（如果未找到，抛出异常）
在这里插入图片描述

图片来自：《Learning Python 5th Edition》一书Figure 26-1

例如：C1继承C2和C3两个类，那么C1类的对象I1对某个属性的访问，搜索路径

I1.name : I1;
I1.x    : I1->C1;
I1.y    : I1->C1;
I1.z    : I1->C1->C2;
I1.w    : I1->C1->C2->C3;

从Python的搜索路径来看：

子类定义了与父类相同的属性，按照LEGB的搜索规则+自底向上进行搜索；
存在多继承且各父类中存在相同的属性(图中的C2和C3的z)时，按照LEGB搜索规则 + 自底向上 + 多继承从左至右搜索。

FAQ:

如何定义“左”与“右”？

根据子类多继承列表中的顺序保持一致即为从左至右的顺序，例如：class C1(C2, C3)，括号列表中的顺序，C2即为左，C3即为右。
如何确定其搜索路径？

Python中提供了__mro__属性，即method resolution order, MRO方法搜索路径，使用方法：C1.__mro__

类属性单继承

class C2(object):
    x = 1
    z = 90
class C1(C2):
    z = 2
    w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：

1
2
68

类属性，可直接被子类继承。
子类存在与父类同名属性，子类覆盖父类。

类对象属性单继承

子类无构造函数

class C2(object):
    def __init__(self):
        self.x = 1
        self.z = 90
class C1(C2):
    z = 2    
    w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.z)  
    print(c.w)

代码输出：

1
90
68

分析

子类C1无构造函数__init__，创建对象时，默认调用父类的构造函数，定义类对象属性。
子类C1中同名类属性，self.z属于Local变量，而C1.z类属性属于Enclosing function locals闭包局部作用域内的变量。按照LEGB搜索规则，c.z访问的是父类C2中的类对象变量self.z。

小结

子类无构造函数，将默认调用父类的构造函数
子类类属性与父类类对象属性同名，按照Python的LEGB搜索规则确定相应的符号。

子类有构造函数

class C2(object):
    def __init__(self):
        self.x = 1
        self.z = 90
class C1(C2):
    def __init__(self):
        self.z = 2
        self.w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：

   print(c.x)
AttributeError: 'C1' object has no attribute 'x'

分析

子类定义与父类的同名函数，覆盖父类函数；
子类定义了构造函数，创建子类对象，仅默认调用子类构造函数。

解决方案

在子类中显示调用父类构造函数

class C2(object):
    def __init__(self):
        self.x = 1
        self.z = 90
class C1(C2):
    def __init__(self):
        super().__init__()  # 或采用： C2.__init__(self)
        self.z = 2
        self.w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：

1
2
68

类属性多继承

class C2(object):
    x = 1
    z = 90
class C3(object):
    z = 25
    w = 15
    y = 28
class C1(C2, C3):
    z = 2
    w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.y)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：

如前所述，按照LEGB，自底向上，从左至右搜索属性。

类对象属性多继承

子类无构造函数

多继承中，子类无构造函数，创建子类对象时，仅调用多继承的第一个父类的构造函数。

class C2(object):
    def __init__(self):
        self.x = 1
        self.z = 90
class C3(object):
    def __init__(self):
        self.z = 25
        self.w = 15
class C1(C2, C3):
    z = 2
    w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：

1
90
68

子类有构造函数

子类有构造函数，需要显示调用父类构造函数。

class C2(object):
    def __init__(self):
        self.x = 1
        self.z = 90
class C3(object):
    def __init__(self):
        self.z = 25
        self.w = 15
        self.y = 28
class C1(C2, C3):
    def __init__(self):
        C2.__init__(self)
        C3.__init__(self)
        self.z = 2
        self.w = 68

if __name__ == "__main__":
    c = C1()
    print(c.x)
    print(c.y)
    print(c.z)
    print(c.w)

代码输出：