• Python中继承的概念和用法
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Python 是面向对象的编程语言,因此支持面向对象的三大特性之一:继承。继承是代码重用的一种途径,Python 中的继承就像现实生活中的继承一样,子类可以顺利继承父类的属性或方法。允许我们再对象之间创建复杂且类似现实世界的关系。继承父类的类称为子类、派生类或扩展类,被继承的类被称为父类、超类或基类。

在之前的文中学到 Python 中的构造函数,并且每一个类都有一个构造函数 __init__() ,在  Python 中任何类都是继承于最大的基类 Object,如下所示:
Python 3.10.4 (v3.10.4:9d38120e33, Mar 23 2022, 17:29:05) [Clang 13.0.0 (clang-1300.0.29.30)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> dir(object)
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
>>> 
Python 中继承类的语法如下:
class SubClass(SuperClass):
1.1 继承的简单例子
先来看一个简单的继承例子,假如有一个 Car 类继承于更通用的类 Vehicle,然后也可以定义一个 Motorcyle 类,继承图如下:

Python 代码实现如上继承关系,如下:
class Vehicle:

    def __init__(self, started =  False, speed = 0):
        self.started = started
        self.speed = speed

    def start(self):
        self.started = True
        print("启动,皮皮虾我们走")

    def stop(self):
        self.speed = 0

    def increaseSpeed(self, delta):
        if self.started:
            self.speed += delta
            print("Vroooooom!")
        else:
            print("还没启动呢!")


class Car(Vehicle):
    trunk_open = False
    def open_trunk(self):
        self.trunk_open = True
    def close_trunk(self):
        self.trunk_open = False
我们的汽车继承了车辆类的所有方法和变量,但添加了一个额外的变量和两个方法来操作后备箱。有时你想覆盖继承的 __init__() 函数。为了演示,我们可以创建一个摩托车类。大多数摩托车都有一个中心支架。我们将在初始化时添加输出或输入的功能:
class Motorcycle(Vehicle):
    def __init__(self, center_start_out = False):
        self.center_start_out = center_start_out
        super().__init__()
   def start(self):
        print("Sorry, out of fuel!")
需要注意的是,在重写构造函数时,我们继承的父类的构造函数不会被改变。如果想要更改这个功能,需要自己调用它。这是通过 super() 函数完成返回父类的引用,然后才能调用父类的构造函数。
class Vehicle:

    def __init__(self, started =  False, speed = 0):
        self.started = started
        self.speed = speed

    def start(self):
        self.started = True
        print("启动,皮皮虾我们走")

    def stop(self):
        self.speed = 0

    def increaseSpeed(self, delta):
        if self.started:
            self.speed += delta
            print("Vroooooom!")
        else:
            print("还没启动呢!")


class Car(Vehicle):
    trunk_open = False
    def open_trunk(self):
        self.trunk_open = True
    def close_trunk(self):
        self.trunk_open = False

class Motorcycle(Vehicle):
    def __init__(self, center_start_out = False):
        self.center_start_out = center_start_out
        super().__init__()


V = Vehicle()
C = Car()
M = Motorcycle()

print(type(V))
print(type(C))
print(type(M))

print("摩托车是交通工具的实例吗?",isinstance(M, Vehicle))
super() 函数返回一个代表父类的临时对象。这用于访问父类的方法和属性。在 super() 函数的帮助下,我们还可以访问被覆盖的方法。
运行上面代码的结果如下:

2 继承的类型
2.1 单继承
单继承就是一个子类只有一个基类的继承方式,显示图如下:

最基本的例子如下:
class Animal:
  print("我是动物")

class Cat(Animal):
  print("我是猫")
2.2 多继承
多继承就是一个子类可以继承多个父类的继承方式,相对于单继承来说,多继承更复杂,容易造成菱形继承问题,即两个父类同时继承了一个基类,而子类会包含多个父类的内容,产生代码歧义。

多继承结构图:

语法结构如下:
// 堆代码 duidaima.com
class A:
  def __init__(self, name):
    self.name = name

  def introduction(self):
    print("我叫", self.name)


class B:
  def __init__(self, age):
    self.age = age

  def introduction(self):
    print("我今年 %d 岁了" % self.age)


class C(A, B):
  pass


c = C(18)
c.introduction()
运行代码:
我叫 18
从上面的执行结果来看,本来想介绍年龄,最后却输出了“我叫 18”,这种现象就是继承顺序导致的,类 A 在类 B 的前面,所以对于同名的属性和方法子类都会调用 类  A 的。

2.3 多级继承
当一个类继承一个子类时,它被称为多级继承。继承子类的类被称为孙子类。多级继承会导致孙子和子关系。孙子类可以访问子类和父类的属性。
多级继承结构图:

class Parent:
    str1 = "Python"


class Child(Parent):
    str2 = " is the best programming?"


class GrandChild(Child):

    def get_str(self):
        print(self.str1 + self.str2)


person = GrandChild()
person.get_str()
运行结果:
Python is the best programming?
在上面的代码示例中,GrandChild 是 Child 的一个子类,而 Child 是 Parent 的一个子类。因此,GrandChild 可以访问父类和子类的属性。

2.4 分层继承
当多个类继承同一个类时,称为分层继承。结构图如下:

代码如下:
//堆代码 duidaima.com
class SuperClass:
    x = 2022
class SubClass1(SuperClass):
    pass
class SubClass2(SuperClass):
    pass
class SubClass3(SuperClass):
    pass


a = SubClass1()
b = SubClass2()
c = SubClass3()
print(a.x, b.x, c.x)
运行结果:
(2022, 2022, 2022)
2.5 Python中的混合继承
一种以上继承类型的组合称为混合继承。结构图如下:

代码例子如下:
class X:
    num = 2023

class A(X):
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

class D(B, C):
    pass

ob = D()
print(D.num)
在上面的代码示例中,我们结合了多级继承、多重继承和分层继承,因此创建了混合继承。输出结果:
2023

3 总结
继承允许我们定义继承另一个类的所有方法和属性的类。父类是继承的类,也称为基类、派生类。子类是从另一个类继承的类,也称为派生类。

本文介绍了 Python 的继承方法和继承的 5 种分类,并在简单的例子中实践了各种继承的方式。但继承的实际用法可不会像本文这样简单,今后介绍更多相关的知识。
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