“笨办法”学Python 3 ——练习 44 继承和组合

练习44 继承和组合

永远记住这一点：继承的大多数用法都可以用组合（composition）来简化或替换。并且无论如何都要避免多重继承。

内容提要：

1. 什么是继承？
（1）隐式继承
（2）显示继承
（3）改变前后
（4）三种组合
（5）为何用super()
（6）组合
2. 何时使用继承和组合

什么是继承？

继承用来表明一个类将从其父类那里获得大多数或所有特性。当你在做这种专门化时，有三种父类和子类可以交互的方法：
（1）对子类的行为意味着对父类的行为。——隐式继承
（2）子类上的操作会覆盖父类上的操作。——显示继承
（3）子类上的操作会更改父类上的操作。

1、隐式继承

代码：ex44a.py

class Parent(object): #创建父类def implicit(self): #创建函数print("PARENT implicit()")class Child(Parent): #创建子类Child，继承至父类Parentpassdad = Parent() #Parent()类实例化
son = Child() #Child()类实例化dad.implicit() #调用父类内部函数
son.implicit() #调用函数继承至父类

输出结果：

PARENT implicit()
PARENT implicit()

说明：
pass关键词：“暂时跳过”，pass 是一种空操作，解释器执行到它的时候，除了检查语法是否合法，什么也不做就直接跳过。使用在函数、类、循环体或者条件判断语句中。用于补充语法的完整性，要不然代码会报错。

Child()的类底下使用pass空块，没有定义实际内容，但它仍旧可以可以调用函数implicit()，就是因为它继承了父类Parent()的函数，这就是隐式继承。因此如果将函数放在父类中(比如 Parent），然后所有子类（比如 Child）会自动获得这些特性。对于需要写很多重复代码的类来说非常方便。

2、显式继承

代码：ex44b.py

#显式继承——子类中定义一个与父类同名的函数，以替换父类中的函数功能
class Parent(): #创建父类def override(self): #创建父类的函数print("Parent override()")class Child(Parent): #创建子类Child继承至父类Parentdef override(self): #创建与父类中函数同名的函数，但功能与其不同print("Child override()")dad = Parent() #实例化父类
son = Child() #实例化子类dad.override() #调用父类中的函数override()
son.override() #调用子类中的函数override()

输出结果：

Parent override()
Child override()

说明：
隐式调用函数的问题在于，有时希望子类与父类的行为有所不同。**只需要在子类（ Child） 中定义一个与父类（Parent）同名函数，子类上的操作会覆盖父类上的操作。**如上代码中，父类与子类都同时存在的override()函数，运行之后的结果不同。

3、修改前后

代码：ex44c.py

#子类上的操作会更改父类上的操作
#修改类中函数前后
class Parent(): #创建父类def altered(self): #创建父类函数print("Parent altered()")class Child(Parent): #创建子类def altered(self): #创建与父类函数同名的子类函数，覆盖父类函数print("Child, Before Parent altered()") #打印super().altered() #利用super(超类)调用父类中的函数print("Child, After Parent altered()") #继续打印dad = Parent() #实例化父类
son = Child() #实例化子类dad.altered() #调用父类函数
son.altered() #调用子类函数

输出结果：

Parent altered()
Child, Before Parent altered()
Parent altered()
Child, After Parent altered()

说明：
第三种使用继承的方式是覆盖的一种特殊情况，可以在父类版本运行前后更改子类的函数内容。首先，与之前一样在子类中创建一个与父类同名的函数，覆盖原先的函数；其次使用super()函数调用父类中的函数。

4、以上三中继承形式结合

过一遍这段代码的每一行，并每一行加上注释，说明它的作用。

#三者结合
class Parent(): #创建父类def override(self): #创建父类函数overrideprint("Parent override()") #函数的行为，打印字符串def implicit(self): #创建父类函数implicit()print("Parent implicit()") #函数的行为，打印字符串def altered(self): #创建父类函数altered()print("Parent altered()") #函数的行为，打印字符串class Child(Parent): #创建子类def override(self): #创建与父类中override同名的函数，覆盖父类中该函数的内容print("Child override()")def altered(self): #创建与父类中altered同名函数，覆盖父类该函数内容print("Child, Before Parent altered()")super().altered() #调用函数super(超类)，再次继承父类中的函数altered()print("Child, After Parent altered()")dad = Parent() #父类实例化
son = Child() #子类实例化dad.implicit() #调用父类函数implicit()
son.implicit() #子类中未定义函数implicit(),但隐式继承了父类，也可调用该函数，且内容相同dad.override() #调用父类override()函数
son.override() #调用子类override()函数dad.altered() #调用父类altered()函数
son.altered() #调用子类altered()函数

输出结果：

Parent implicit()
Parent implicit()
Parent override()
Child override()
Parent altered()
Child, Before Parent altered()
Parent altered()
Child, After Parent altered()

5、用super()的理由

什么是多重继承？（之前练习有学习了解）
如下代码：

class SuperFun(Child, BadStuff):
pass

如上代码中创建的类SuperFun()，同时继承自Child()和BadStuff()两个类，即一个类继承了一个或多个类就是“多重继承”。
在出现多重继承的情况下，对任何 SuperFun 的实例执行隐式操作时，Python 都必须在 Child 类和 BadStuff 类的层级结构中查找可能的函数，不过它需要以一致的顺序来执行这项操作。为了做到这一点，Python 使用了“方法解析顺序”(method resolution order，MRO)和一种被称为 C3 的算法，这种算法很复杂，因此使用super()函数可以帮助我们在需要修改的地方进行处理即可。

用__init__来使用super()
super() 最常用的用法其实是在子类中使用基类的 init 函数。这通常是你在一个子类中唯一需要做一些操作，然后在父类中完成初始化的地方。
示例如下：

class Child(Parent):def __init__(self, stuff): #初始化函数self.stuff = stuffsuper(Child,self).__init__() #调用父类的初始化函数

6、组合

继承很有用，但是还有一种能实现相同效果的方法，就是使用其他类和模块，而不是依赖于隐式继承。当使用继承时，子类中存在大量的编写新代码来替换或者更改函数功能的时候，可以通过调用模块中的函数来实现。示例如下：

代码ex44e.py

class Other(): #创建一个额外的类Other()def override(self):  #创建函数print("Other override()")def implicit(self): #创建类的函数print("Other implicit()")def altered(self): #创建类的函数print("Other altered()")class Child(): #创建类Child()# def __init__(self): #创建初始化函数#创建Other()类与Child()之间的桥梁,也可以没有，但是调用Other()类中的函数方式会有所不用#     self.other = Other() def implicit(self): #创建函数implicit()# self.other.implicit() #对应第一种，调用Other()类中的implicit()函数Other().implicit() #对应第二种，调用Other()类中的implicit()函数def override(self): #创建函数override()print("Child override()")def altered(self): #创建altered()函数print("Child, Before Other altered()")# self.other.altered() #第一种，调用Other()类中的altered()函数Other().altered() #第二种，调用Other()类中的函数altered()print("Child, After Other altered()")son = Child() #实例化Child类son.implicit() #调用函数implicit()
son.override() #调用函数override()
son.altered() #调用函数altered()

输出结果：

Other implicit()
Child override()
Child, Before Other altered()
Other altered()
Child, After Other altered()

说明：
可以看到，Child 和 Other 中的大多数代码都是相同的，可以完成相同的事情。唯一的区别是必须定义一个 Child.implicit 函数来完成这个动作。
其中在Child()类中调用Other()类的方法有两种。
第一种，在Child类的__init__函数中定义other属性，self.other = Other(),后续可直接使用self.other.函数名来调用Other类中的函数。
第二种，直接在Child类中，实例化Other类后调用，例如：Other().implicit()

问题：是否可以将Other类放入Other.py的模块中，去调用它？

可以，代码如下：

文件：other.py

class Other(): #创建一个额外的类Other()def override(self):  #创建函数print("Other override()")def implicit(self): #创建类的函数print("Other implicit()")def altered(self): #创建类的函数print("Other altered()")

文件：ex44_Child.py

from other import Other #从模块Other中调用Other类class Child(): #创建类Child()def __init__(self): #创建初始化函数#创建Other()类与Child()之间的桥梁,也可以没有，但是调用Other()类中的函数方式会有所不用self.other = Other() def implicit(self): #创建函数implicit()self.other.implicit() #对应第一种，调用Other()类中的implicit()函数# Other().implicit() #对应第二种，调用Other()类中的implicit()函数def override(self): #创建函数override()print("Child override()")def altered(self): #创建altered()函数print("Child, Before Other altered()")self.other.altered() #第一种，调用Other()类中的altered()函数# Other().altered() #第二种，调用Other()类中的函数altered()print("Child, After Other altered()")son = Child() #实例化Child类son.implicit() #调用函数implicit()
son.override() #调用函数override()
son.altered() #调用函数altered()

输出结果：

Other implicit()
Child override()
Child, Before Other altered()
Other altered()
Child, After Other altered()

说明：
可以通过other.py文件调用Other类，只需要在ex44_Child.py 文件的脚本代码中加入import调用模块，即from other import Other。在Child类中的调用方式与之前完全相同。

7、何时使用继承和组合

“继承与组合”的问题可以归结为试图解决可复用代码的问题。
——继承通过在父类中创建隐含相同功能的函数的机制来解决这个问题。
——组合通过提供模块以及调用其他类中的函数来解决这个问题。

三个指导方针（建议，但可能无法遵守）：
1、无论如何都要避免多重继承，因为它太复杂而且不可靠。
2、使用组合将代码打包到模块中，这些模块可以用于许多不同的、不相关的地方和情境。
3、代码的可复用部分之间有清楚的关联（很明显的父类与子类关系，如动物和猫）或者必须要用继承时，用继承。

附加练习

阅读 : http://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ 文件（该网站需要翻墙）。