一, 什么是面向对象的继承?
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继承是面向对象软件技术当中的一个概念.如果一个类别A'继承自'另一个类别B,就把这个A称作'B的子类别',而把B称为'A的父类别',也可以说'B是A的超类'.继承可以使得子类别具有父类别的各种属性和方法,而不需要再次编写相同的代码.在令子类别继承父类别的同时,可以重新定义某些属性,并重写某些方法,即覆盖父类别的原有属性和方法,使其获得与父类别不同的功能.
# 看一个继承的例子 class Person: def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age class Cat: def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age class Dog: def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age # 是不是很麻烦,我们来看一下继承 class Animal: def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age class Person(Animal): pass class Cat(Animal): pass class Dog(Animal): pass # Aminal叫做父类,基类,超类 # Person Cat Dog: 子类,派生类 # 两个类具有相同的功能或者特征的时候. 可以采⽤继承的形式. 提取⼀个⽗类,这个⽗类中编写着两个类相同的部分. 然后两个类分别取继承这个类就可以了 -
继承的优点显而易见:
- 增加了类的耦合性(耦合性不宜多,宜精)
- 减少了重复代码
- 使得代码更加规范化,合理化
二, 继承的分类
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补充一下python中类的种类
- python 2中存在两种类:
- 经典类: python 2.2之前一直使用的是经典类,经典类的基类的根什么都不写
- 新式类: python 2.2之后出现了新式类,新式类的特点是基类的根是object类
- 在python 3版本中只有一种类:
- python 3中使用的都是新式类,如果基类谁都不继承,那这个类会默认继承object
- python 2中存在两种类:
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单继承
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类名,对象执行父类方法
class Animal(object): type_name = '动物类' def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age def eat(self): print(self) print('吃东西') class Person(Animal): pass class Cat(Animal): pass class Dog(Animal): pass # 类名: print(Person.type_name) # 可以调用父类的属性,方法 Person.eat(1) ------------------------------------------------ # 对象: # 实例化对象 p1 = Person('元始天尊', '男', 18) print(p1.__dict__) # 对象执行类的父类的属性,方法 print(p1.type_name) p1.type_name = '666' print(p1.type_name) p1.eat() -
执行顺序
# 执行顺序 class Animal(object): type_name = '动物类' def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age def eat(self): print(self) print('吃东西') class Person(Animal): def eat(self): print(f'{self.name}吃饭') class Cat(Animal): pass class Dog(Animal): pass p1 = Person('太上老君', '男', 18) # 实例化对象时必须执行__init__方法,类中没有,父类没有,从object类中找 p1.eat() # 先要执行自己类中的eat方法,自己类没有才能执行父类中的方法 -
同时执行类以及父类的方法
# 方法一: # 如果想执行父类的func方法,这个方法并且子类中也有,那么就在子类的方法中写上: 父类.func(对象,其他参数) class Animal(object): type_name = '动物类' def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age def eat(self): print(self) print('吃东西') class Person(Animal): def __init__(self, name, sex, age, mind): Animal.__init__(self, name, sex, age) # 方法一 self.mind = mind def eat(self): print(f'{self.name}吃饭') class Cat(Animal): pass class Dog(Animal): pass p1 = Person('孙悟空', '男', 18, '有思想') print(p1.__dict__) ------------------------------------------------- # 方法二: 利用super,super().func(参数) class Animal(object): type_name = '动物类' def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age def eat(self): print(self) print('吃东西') class Person(Animal): def __init__(self, name, sex, age, mind): # super(Person, self).__init__(name, sex, age) # 方法二 super().__init__(name, sex, age) # 方法二 self.mind = mind def eat(self): print(f'{self.name}吃饭') class Cat(Animal): pass class Dog(Animal): pass p1 = Person('嫦娥', '女', 18, '有思想') print(p1.__dict__)
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多继承
# 例 class God: def __init__(self, name): self.name = name def fly(self): print('会飞') def climb(self): print('神仙也会爬树') class Monkey: def __init__(self, sex): self.sex = sex def climb(self): print('会爬树') class MonkeySun(God, Monkey): # 多继承 pass sun = MonkeySun('孙悟空') sun.climb() sun.fly()-
经典类的多继承
# 虽然在python3中已经不存在经典类了,但是经典类的MRO最好还是学一下,这是树形结构遍历的一个最直接的案例,在python的继承体系中,我们可以把类与类继承关系画成一个树形结构的图 class A: pass class B(A): pass class C(A): pass class D(B, C): pass class E: pass class F(D, E): pass class G(F, D): pass class H: pass class Foo(H, G): pass print(Foo.mro()) # 查找原则: 在经典类中采用的时深度优先遍历方案,就是一条路走到头,然后再回来,继续找下一个
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新式类的多继承: MRO序列
# MRO是一个有序列表L,在类被创建时就计算出来,计算公式为: mro(Child(Base1，Base2)) = [ Child ] + merge( mro(Base1), mro(Base2), [ Base1, Base2] ) # （其中Child继承自Base1, Base2） -------------------------------------------------------------- # 如果继承至一个基类: class B(A) # 这时B的mro序列为 mro(B) = mro( B (A) ) = [B] + merge( mro(A) + [A] ) = [B] + merge( [A] + [A] ) = [B,A] -------------------------------------------------------------- # 如果继承至多个基类: class B(A1,A2,A3...) # 这时B的mro序列 mro(B) = mro( B(A1,A2,A3...)) = [B] + merge( mro(A1),mro(A2),mro(A3)...,[A1,A2,A3] ) = ... # 计算结果为列表,列表中至少有一个元素,即类自己,如上述示例[A1,A2,A3],merge操作是C3算法的核心 -------------------------------------------------------------- # 表头和表尾 # 表头: 列表的第一个元素 # 表位: 列表中表头以外的元素集合(可以为空) # 示例: 列表[A,B,C] 表头是A,表尾是B和C # 列表之间的+操作: [A] + [B] = [A,B] -------------------------------------------------------------- # 示例: 计算merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] ) # 1. merge不为空,取出第一个列表[E,O]的表头E,进行判断,各个列表的表尾分别是[O],[E,F,O] # 因为E在这些表尾的集合中,因而跳过当前列表 # 2. 取出第二个列表[C,E,F,O]的表头C,进行判断,各个列表的表尾分别是[O],[E,F,O] # 因为C不在这些表尾的集合中,因而将C拿出到merge外,并将所有表头为C的删除 # merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] ) = [C] + merge( [E,O], [E,F,O]) # 3. 进行下一次新的merge操作...
# mro(A) = mro( A(B,C) ) # 原式 = [A] + merge( mro(B), mro(C), [B,C] ) # # mro(B) = mro( B(D,E) ) # = [B] + merge( mro(D), mro(E), [D,E] ) # 多继承 # = [B] + merge( [D,O], [E,O], [D,E] ) # 单继承mro(D(O)) = [D,O] # = [B,D] + merge( [O], [E,O], [E] ) # 拿出并删除D # = [B,D,E] + merge( [O], [O] ) # 拿出并删除E # = [B,D,E,O] # # mro(C) = mro( C(E,F) ) # = [C] + merge( mro(E), mro(F), [E,F] ) # = [C] + merge( [E,O], [F,O], [E,F] ) # = [C,E] + merge( [O], [F,O], [F] ) # = [C,E,F] + merge( [O], [O] ) # = [C,E,F,O] # 原式 = [A] + merge( [B,D,E,O], [C,E,F,O], [B,C] ) # = [A,B] + merge( [D,E,O], [C,E,F,O], [C] ) # = [A,B,D] + merge( [E,O], [C,E,F,O], [C] ) # = [A,B,D,C] + merge( [E,O], [E,F,O] ) # = [A,B,D,C,E] + merge( [O], [F,O] ) # = [A,B,D,C,E,F] + merge( [O], [O] ) # = [A,B,D,C,E,F,O]
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三, 封装
封装:把一些看似无关紧要的内容组合到一起统一进行存储合使用,这就是封装
# 封装: 顾名思义就是将内容封装到某个地方,以后再去调用被封装在某处的内容
# 第一步: 将内容封装到某个地方
class Foo:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def detail(self):
print(self.name)
print(self.age)
obj1 = Foo('小红', 18)
obj2 = Foo('小花', 18)
# 内容被封装到了对象obj1和obj2中,每个对象中都有name和age属性
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# 第二步: 从某处调用被封装的内容
# 通过对象直接调用
print(obj1.name)
print(obj2.name)
# 通过self间接调用被封装的内容
obj1.detail()
四, 多态,鸭子类型
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多态: 同一个对象,多种形态,python默认支持多态
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鸭子类型: 你看起来像鸭子,那么你就是鸭子
class A: def f1(self): print('in A f1') def f2(self): print('in A f2') class B: def f1(self): print('in A f1') def f2(self): print('in A f2') # A和B两个类完全没有耦合性,但是在某种意义上他们却统一了一个标准 # 对相同的功能设定了相同的名字,这样方便开发,这两个方法就可以互称为鸭子类型
五, 类的约束 : 对类的约束
# 公司让小明给他们的网站完善一个支付功能,小明写了两个类,如下：
# 版本一
class QQpay:
def pay(self, money):
print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
a = Alipay()
a.pay(100)
b = QQpay()
b.pay(200)
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# 但是这样不统一,整改如下:
# 版本二
class QQpay:
def pay(self, money):
print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
def pay(obj, money): # 这个函数就是统一支付规则: 归一化设计
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
pay(a, 100)
pay(b, 200)
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# 过了一段时间,换成了新人小马,新加一个微信支付功能
# 版本三
class QQpay:
def pay(self, money):
print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay:
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay:
def fuqian(self, money):
print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay() # 改变了支付方式,又不统一了
pay(a, 100)
pay(b, 200)
c.fuqian(300)
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# 小马受惩罚,改代码:
# 版本四
class QQpay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用qq支付{money}元')
class Alipay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a, 100)
pay(b, 100)
pay(c, 100)
# 但是以后再换人还可能出现同样的问题
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# 在一些重要的逻辑,与用户数据相关等核心部分,我们要建立一种约束,避免此种错误
# 所以此时我们要用到对类的约束,对类的约束有两种:
# 1. 提取父类,然后在父类中定义好方法,在这个方法中什么都不用干,就抛出一个异常就可以了这样所有的子类必须重写这个方法,否则访问的时候就会报错
# 2. 使用元类来描述父类,在元类中给出一个抽象方法,这样子类就不得不给出抽象方法的具体实现,也可以起到约束的效果(硬性约束)
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# 先用第一种方式解决:
class Payment:
def pay(self, money): # 约定俗成定义一种规范,子类要定义pay方法
raise Exception('你没有实现pay方法')
class QQpay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用QQ支付{money}元')
class Alipay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self, money):
print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
pay(a, 100)
pay(b, 200)
pay(c, 300) # 报错: Exception: 你没有实现pay方法
# 但是可以绕过
c.fuqian(300)
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# 第二种方式: 引入抽象类的概念处理
from abc import ABCMeta
from abc import abstractmethod
class Payment(metaclass=ABCMeta): # 抽象类,接口类,规范和约束,metaclass指定的是一个元类
@abstractmethod
def pay(self, money): # 抽象方法
pass
class QQpay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用QQ支付{money}元')
class Alipay(Payment):
def pay(self, money):
print(f'使用阿里支付{money}元')
class Wechatpay(Payment):
def fuqian(self, money):
print(f'使用微信支付{money}元')
def pay(obj, money):
obj.pay(money)
a = Alipay()
b = QQpay()
c = Wechatpay()
# 报错: TypeError: Can't instantiate abstract class Wechatpay with abstract methods pay
# 基类如上设置,子类如果没有定义pay方法,在实例化对象时就报错
pay(a, 100)
pay(b, 200)
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# 总结: 约束,其实就是父类对子类进行约束,子类必须要写XXX方法,在python中约束的方式和方法有两种
# 1. 使用抽象类和抽象方法,由于该方案来源是java和C#,所以使用频率还是很少的
# 2. 使用人为抛出异常的方案,并且尽量抛出的是NotImplementError.这样错误比较明确
六, super()深入了解
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super是严格按照类的继承顺序执行
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单继承: super()肯定是执行父类的方法
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多继承: super(S, self) 严格按照self从属于的类的MRO顺序,执行S类的下一类
class A: def f1(self): print('in A f1') def f2(self): print('in A f2') class Foo(A): def f1(self): super().f2() print('in A Foo') obj = Foo() obj.f1() # in A f2 # in A Foo ----------------------------------------------------- class A: def f1(self): print('in A') class Foo(A): def f1(self): super().f1() print('in Foo') class Bar(A): def f1(self): print('in Bar') class Info(Foo, Bar): def f1(self): super().f1() print('in Info') print(Info.mro()) # Info Foo Bar A object obj = Info() obj.f1() # in Bar # in Foo # in Info ---------------------------------------------------- class A: def f1(self): print('in A') class Foo(A): def f1(self): super().f1() print('in Foo') class Bar(A): def f1(self): print('in Bar') class Info(Foo, Bar): def f1(self): super(Foo, self).f1() # Foo的下个类 print('in Info') obj = Info() obj.f1() # in Bar # in Info