Python類的多重繼承問題深入分析

更新時間：2014年11月09日 11:40:31 投稿：hebedich

昨天在Python類的多重繼承那里糾結(jié)了好久,咨詢了不少高手之后，才完全搞明白,現(xiàn)在把類的特性整理下,供以后參考，也給有需要的小伙伴們參考下

正文

首先得說明的是,Python的類分為經(jīng)典類和新式類
經(jīng)典類是python2.2之前的東西,但是在2.7還在兼容,但是在3之后的版本就只承認新式類了
新式類在python2.2之后的版本中都可以使用

經(jīng)典類和新式類的區(qū)別在于:

經(jīng)典類是默認沒有派生自某個基類的,而新式類是默認派生自object這個基類的:

復(fù)制代碼代碼如下:

# old style
class A():pass

# new style
class A(obejct):pass

2.經(jīng)典類在類多重繼承的時候是采用從左到右深度優(yōu)先原則匹配方法的..而新式類是采用C3算法(不同于廣度優(yōu)先)進行匹配的

3.經(jīng)典類是沒有__MRO__和instance.mro()調(diào)用的,而新式類是有的.

為什么不用經(jīng)典類，要更換到新式類

因為在經(jīng)典類中的多重繼承會有些問題...可能導(dǎo)致在繼承樹中的方法查詢繞過后面的父類:

復(fù)制代碼代碼如下:

class A():
    def foo1(self):
        print "A"
class B(A):
    def foo2(self):
        pass
class C(A):
    def foo1(self):
        print "C"
class D(B, C):
    pass

d = D()
d.foo1()

按照經(jīng)典類的查找順序從左到右深度優(yōu)先的規(guī)則，在訪問d.foo1()的時候,D這個類是沒有的..那么往上查找,先找到B,里面沒有,深度優(yōu)先,訪問A,找到了foo1(),所以這時候調(diào)用的是A的foo1()，從而導(dǎo)致C重寫的foo1()被繞過.

所以python引入了新式類的概念,每個基類都繼承自object并且,他的匹配規(guī)則也從深度優(yōu)先換到了C3

C3算法

C3算法是怎么做匹配的呢..在問答版塊上面討論之后,歸結(jié)如下:

C3算法的一個核心是merge.

在merge列表中，如果第一個序列mro的第一個類是出現(xiàn)在其它序列，并且也是第一個，或者不出現(xiàn)其它序列，那么這個類就會從這些序列中刪除，并合到訪問順序列表中
比如:(引用問題中zhuangzebo的回答@zhuangzebo)

復(fù)制代碼代碼如下:

class A(O):pass

class B(O):pass

class C(O):pass

class D(A,B):pass

class E(C,D):pass

首先需要知道 O(object)的mro(method resolution order)列表是[O,]
那么接下來是:

復(fù)制代碼代碼如下:

mro(A) = [A, O]

mro(B) = [B, O]

mro(C) = [C, O]

mro(D) = [D] + merge(mro(A), mro(B), [A, B])

= [D] + merge([A, O], [B, O], [A, B])

= [D, A] + merge([O], [B, O], [B])

= [D, A, B] + merge([O], [O])

= [D, A, B, O]

mro(E) = [E] + merge(mro(C), mro(D), [C, D])

= [E] + merge([C, O], [D, A, B, O], [C, D])

= [E, C] + merge([O], [D, A, B, O], [D])

= [E, C, D] + merge([O], [A, B, O])

= [E, C, D, A, B] + merge([O], [O])

= [E, C, D, A, B, O]

然后還有一種特殊情況:
比如：
merge(DO,CO,C) 先merge的是D
merge(DO,CO,C) 先merge的是C
意思就是.當(dāng)出現(xiàn)有一個類出現(xiàn)在兩個序列的頭(比如C) 這種情況和這個類只有在一個序列的頭(比如D) 這種情況同時出現(xiàn)的時候,按照順序方式匹配。

新式類生成的訪問序列被存儲在一個叫MRO的只讀列表中..
你可以使用instance.__MRO__或者instance.mro()來訪問

最后匹配的時候就按照MRO序列的順序去匹配了

C3和廣度優(yōu)先的區(qū)別:

舉個例子就完全明白了:

復(fù)制代碼代碼如下:

class A(object):pass

class B(A):pass

class C(B):pass

class D(A):pass

class E(D):pass

class F(C, E):pass

按照廣度優(yōu)先遍歷,F的MRO序列應(yīng)該是[F,C,E,B,D,A]
但是C3是[F,E,D,C,B,A]
意思是你可以當(dāng)做C3是在一條鏈路上深度遍歷到和另外一條鏈路的交叉點,然后去深度遍歷另外一條鏈路,最后遍歷交叉點

新式類和經(jīng)典類的super和按類名訪問問題

在經(jīng)典類中,你如果要訪問父類的話,是用類名來訪問的..

復(fù)制代碼代碼如下:

class A():

    def __init__(self):

        print "A"

class B(A):

    def __init__(self):

        print "B"

        A.__init__(self)  #python不會默認調(diào)用父類的初始化函數(shù)的

這樣子看起來沒三問題,但是如果類的繼承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，會導(dǎo)致代碼的可維護性很差..
所以新式類推出了super這個東西...

復(fù)制代碼代碼如下:

class A():

    def __init__(self):

        print "A"

class B(A):

    def __init__(self):

        print "B"

        super(B,self).__init__()

這時候，又有一個問題:當(dāng)類是多重繼承的時候,super訪問的是哪一個類呢?
super實際上是通過__MRO__序列來確定訪問哪一個類的...實際上就是調(diào)用__MRO__中此類后面的一個類的方法.
比如序列為[F,E,D,C,B,A]那么F中的super就是E,E的就是D

super和按照類名訪問混合使用帶來的坑

復(fù)制代碼代碼如下:

class A(object):
def __init__(self):
print "enter A"
print "leave A"

class B(object):
def __init__(self):
print "enter B"
print "leave B"

class C(A):
def __init__(self):
   print "enter C"
   super(C, self).__init__()
   print "leave C"

class D(A):
def __init__(self):
   print "enter D"
   super(D, self).__init__()
   print "leave D"
class E(B, C):
def __init__(self):
   print "enter E"
   B.__init__(self)
   C.__init__(self)
   print "leave E"

class F(E, D):
def __init__(self):
   print "enter F"
   E.__init__(self)
   D.__init__(self)
   print "leave F"

這時候打印出來是：

復(fù)制代碼代碼如下:

 enter F

 enter E

 enter B

 leave B

 enter C

 enter D

 enter A

 leave A

 leave D

 leave C

 leave E

 enter D

 enter A

 leave A

 leave D

 leave F