浅谈Python类的单继承相关知识

一、类的继承

面向对象三要素之一，继承Inheritance

人类和猫类都继承自动物类。

个体继承自父母，继承了父母的一部分特征，但也可以有自己的个性。

在面向对象的世界中，从父类继承，就可以直接拥有父类的属性和方法，这样就可以减少代码、多服用。子类可以定义自己的属性和方法

class Animal:
 
    def __init__(self,name):
        self._name = name
 
    def shout(self):
        print("{}  shouts".format(self.__class__.__name__))
    @property
    def name(self):
        return self._name
 
 
class Cat(Animal):
    pass
 
 
class Dog(Animal):
    pass
 
a = Animal("monster")
a.shout()           #   Animal  shouts
 
 
cat = Cat("garfield")
cat.shout()         #   Cat  shouts
print(cat.name)     #   garfield
 
 
dog = Dog("ahuang")
dog.shout()         #   Dog  shouts
print(dog.name)     #   ahuang

上例中我们可以看出，通过继承、猫类、狗类不用写代码，直接继承了父类的属性和方法

继承：

• class Cat(Animal)这种形式就是从父类继承，括号中写上继承的类的列表。
• 继承可以让子类重父类获取特征（属性、方法）

父类：

• Animal就是Cat的父类，也称为基类、超类

子类：

• Cat 就是Animal的子类，也成为派生类  

二、继承的定义、查看继承的特殊属性和方法

格式

class 子类 (基类1[,基类2,……])：
    语句块

如果类定义时，没有基类列表，等同于继承自【object】。在Python3中，【object】类是所有对象基类

查看继承的特殊属性和方法

特殊属性	含义	示例
__base__	类的基类
__bases__	类的基类元组
__mro__	显示方法查找顺序，基类的元组
mro()	同上	int.mro()
__subclasses__()	类的子类列表	int.__subclasses__()

三、继承中的访问控制

class Animal:
    __COUNT = 100
    HEIGHT = 0
 
    def __init__(self,age,weight,height):
        self.__COUNT += 1
        self.age = age
        self.__weight = weight
        self.HEIGHT = height
 
    def eat(self):
        print("{}  eat".format(self.__class__.__name__))
 
    def __getweight(self):
        print(self.__weight)
 
    @classmethod
    def showcount1(cls):
        print(cls.__COUNT)
 
    @classmethod
    def __showcount2(cls):
        print(cls.__COUNT)
 
    def showcount3(self):
        print(self.__COUNT)
 
class Cat(Animal):
    NAME = "CAT"
    __COUNT = 200
 
#a = Cat()              #   TypeError: __init__() missing 3 required positional arguments: 'age', 'weight', and 'height'
a = Cat(30,50,15)
a.eat()                 #   Cat  eat
print(a.HEIGHT)         #   15
#print(a.__COUNT)        #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__COUNT'
#print(a.__showcount2)   #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__showcount2'
#print(a.__getweight)    #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__getweight'
a.showcount3()   #   101
a.showcount1()   #  100
print(a.NAME)    #    CAT
 
print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '_Animal__COUNT': 100, 'HEIGHT': 0, '__init__': <function Animal.__init__ at 0x020DC228>, 'eat': <function Animal.eat at 0x020DC468>, '_Animal__getweight': <function Animal.__getweight at 0x02126150>, 'showcount1': <classmethod object at 0x020E1BD0>, '_Animal__showcount2': <classmethod object at 0x020E1890>, 'showcount3': <function Animal.showcount3 at 0x021264F8>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}
print(Cat.__dict__)     #   {'__module__': '__main__', 'NAME': 'CAT', '_Cat__COUNT': 200, '__doc__': None}
print(a.__dict__)       #   {'_Animal__COUNT': 101, 'age': 30, '_Animal__weight': 50, 'HEIGHT': 15}

从父类继承、自己没有的，就可以到父类中找

私有的都是不可访问的，但是本质上依然是改了名称放在这个属性所在的类的了【__dict__】中，知道这个新民成就可以了直接找到这个隐藏的变量，这是个黑魔法慎用

总结

• 继承时，共有的，子类和实例都可以随意访问；私有成员被隐藏，子类和实例不可直接访问，当私有变量所在类内方法中可以访问这个私有变量
• Python通过自己一套实现，实现和其他语言一样的面向对象的继承机制

属性查找顺序：实例的【__dict__】------类的【__dict__】-----父类【__dict__】

如果搜索这些地方后没有找到异常，先找到就立即返回

四、方法的重写、覆盖override

class Animal:
 
    def shout(self):
        print("Animal shouts")
 
class Cat(Animal):
 
    def shout(self):
        print("miao")
 
a = Animal()
a.shout()       #   Animal shouts
b  = Cat()
b.shout()       #   miao
 
print(a.__dict__)       #   {}
print(b.__dict__)       #   {}
print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Animal.shout at 0x017BC228>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}

Cat类中shout为什么没有打印Animal中shout的方法，方法被覆盖了？

• 这是因为，属性查找顺序：实例的【__dict__】------类的【__dict__】-----父类【__dict__】

那子类如何打印父类的同命的方法

• super()可以访问到父类的属性

class Animal:
 
    def shout(self):
        print("Animal shouts")
 
class Cat(Animal):
 
    def shout(self):
        print("miao")
 
    def shout(self):
        print("super():   " , super())
        print(super(Cat, self))
        super().shout()
        super(Cat,self).shout()   # 等价于super().shout()
        self.__class__.__base__.shout(self)  #不推荐使用
 
a = Animal()
a.shout()       #   Animal shouts
b  = Cat()
b.shout()       #   super():    <super: <class 'Cat'>, <Cat object>>
                #   <super: <class 'Cat'>, <Cat object>>
                #   Animal shouts
                #   Animal shouts
                #   Animal shouts
print(a.__dict__)       #   {}
print(b.__dict__)       #   {}
print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Animal.shout at 0x019AC228>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}
print(Cat.__dict__)     #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Cat.shout at 0x019F6150>, '__doc__': None}

super(Cat,self).shout()的作用相当于

• 调用，当前b的实例中找cat类的基类中，shout的方法

那对于类方法和静态方法是否也同样适用尼？

class Animal:
    @classmethod
    def class_method(cls):
        print("class_method")
 
    @staticmethod
    def static_method():
        print("static_methond_animal")
 
class Cat(Animal):
    @classmethod
    def class_method(cls):
        super().class_method()  #   class_method
        print("class_method_cat")
 
    @staticmethod
    def static_method(cls,self):
        super(Cat,self).static_method()
        print("static_method_cat")
 
b = Cat()
b.class_method()    #   class_method
                    #   class_method_cat
b.static_method(Cat,b)
                    #   static_methond_animal
                    #   static_method_cat

这些方法都可以覆盖，原理都一样，属性字典的搜索顺序

五、继承中的初始化

看以下一段代码，有没有问题

class A:
    def __init__(self,a):
        self.a = a
 
class B(A):
    def __init__(self,b,c):
        self.b = b
        self.c = c
 
    def printv(self):
        print(self.b)
        print(self.a)
 
a = B(100,300)
print(a.__dict__)       #   {'b': 100, 'c': 300}
print(a.__class__.__bases__)    #   (<class '__main__.A'>,)
a.printv()      #   100
                #   AttributeError: 'B' object has no attribute 'a'

上例代码

• 如果B类定义时声明继承自类A，则在B类中__bases__中是可以看到类A
• 这和是否调用类A的构造方法是两回事
• 如果B中调用了A的构造方法，就可以拥有父类的属性了，如果理解这一句话？

class A:
    def __init__(self,a):
        self.a = a
 
class B(A):
    def __init__(self,b,c):
        super().__init__(b+c)
        # A.__init__(self,b+c)
        self.b = b
        self.c = c
 
    def printv(self):
        print(self.b)
        print(self.a)
 
a = B(100,300)
print(a.__dict__)       #   {'a': 400, 'b': 100, 'c': 300}
print(a.__class__.__bases__)    #   (<class '__main__.A'>,)
a.printv()      #   100
                #   400

作为好的习惯，如果父类定义了__init__方法，你就改在子类__init__中调用它【建议适用super（）方法调用】

那子类什么时候自动调用父类的【__init__】方法？

例子一：【B实例的初始化会自动调用基类A的__init__方法】

class A:
    def __init__(self):
        self.a1 = "a1"
        self.__a2 = "a2"
        print("A init")
 
class B(A):
    pass
 
b = B()     #   A init
print(b.__dict__)   #   {'a1': 'a1', '_A__a2': 'a2'}

例子二：【B实例的初始化__init__方法不会自动调用父类的初始化__init__方法，需要手动调用】

class A:
    def __init__(self):
        self.a1 = "a1"
        self.__a2 = "a2"
        print("A init")
 
class B(A):
    def __init__(self):
        self.b1 = "b1"
        self.__b2 = "b2"
        print("b init")
        #A.__init__(self)
 
b = B()     #   b init
print(b.__dict__)   #   {'b1': 'b1', '_B__b2': 'b2'}

那如何正确实例化？

• 注意，调用父类的__init__方法，出现在不同的位置，可能导致出现不同的结果

class Animal:
    def __init__(self,age):
        print("Animal init")
        self.age = age
 
    def show(self):
        print(self.age)
 
class Cat(Animal):
    def __init__(self,age,weight):
        #调用父类的__init__方法的顺序 决定show方法的结果
        super(Cat, self).__init__(age)
        print("Cat init")
        self.age = age + 1
        self.weight = weight
 
a = Cat(10,5)
a.show()        #   Animal init
                #   Cat init
                #   11

怎么直接将上例中所有的实例属性改变为私有属性？

• 解决办法，一个原则，自己的私有属性，就该自己的方法读取和修改，不要借助其他类的方法，即父类或者派生类

class Animal:
    def __init__(self,age):
        print("Animal init")
        self.__age = age
 
    def show(self):
        print(self.__age)
 
class Cat(Animal):
    def __init__(self,age,weight):
        #调用父类的__init__方法的顺序 决定show方法的结果
        super(Cat, self).__init__(age)
        print("Cat init")
        self.__age = age + 1
        self.__weight = weight
 
    def show(self):
        print(self.__age)
 
a = Cat(10,5)
a.show()        #   Animal init
                #   Cat init
                #   11
print(a.__dict__)   #   {'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__weight': 5}

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