了解OOP三大特點中繼承的優(yōu)缺點

學Python最簡單的方法是什么？

作為一名程序員或者準程序員，對于面向?qū)ο?a target="_blank">編程簡直熟悉的不能再熟悉。作為當今最流行的編程思想之一（或許可以去掉“之一”），無論是在面試還是工作中，面向?qū)ο蠖际菬o法避開的話題。

對于Python程序員來說，OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┑娜筇匦浴獢?shù)據(jù)封裝、繼承和多態(tài)通常是面試中的重點考察問題，因此大部分人對此也相當熟悉。

不過，OOP的優(yōu)缺點你真的了解嗎？今天這篇文章會帶領(lǐng)大家了解一下三大特點中繼承的優(yōu)缺點。

類

OOP（）即所謂面向?qū)ο缶幊?，是一種程序設計思想。OOP把對象作為程序的基本單元，一個對象包含了數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O計把計算機程序視為一組對象的集合，而每個對象都可以接收其他對象發(fā)過來的消息，并處理這些消息，計算機程序的執(zhí)行就是一系列消息在各個對象之間傳遞。

面向?qū)ο笞钪匾母拍罹褪穷悾–lass）和實例（Instance），必須牢記類是抽象的模板，而實例是根據(jù)類創(chuàng)建出來的一個個具體的“對象”，每個對象都擁有相同的方法，但各自的數(shù)據(jù)可能不同。

假設我們要創(chuàng)建一個Student類，在Python中，定義類是通過class關(guān)鍵字：

class后面緊接著是類名，即Student，類名通常是大寫開頭的單詞，緊接著是(object)，表示該類是從哪個類繼承下來的，繼承的概念我們后面再講，通常，如果沒有合適的繼承類，就使用object類，這是所有類最終都會繼承的類。

定義好了Student類，就可以根據(jù)Student類創(chuàng)建出Student的實例，創(chuàng)建實例是通過類名+()實現(xiàn)的：

可以看到，變量bart指向的就是一個Student的實例，后面的0x10a67a590是內(nèi)存地址，每個object的地址都不一樣，而Student本身則是一個類。

可以自由地給一個實例變量綁定屬性，比如，給實例bart綁定一個name屬性：

由于類可以起到模板的作用，因此，可以在創(chuàng)建實例的時候，把一些我們認為必須綁定的屬性強制填寫進去。通過定義一個特殊的__init__方法，在創(chuàng)建實例的時候，就把name，score等屬性綁上去：

注意：特殊方法“__init__”前后分別有兩個下劃線?。。?/p>

注意到__init__方法的第一個參數(shù)永遠是self，表示創(chuàng)建的實例本身，因此，在__init__方法內(nèi)部，就可以把各種屬性綁定到self，因為self就指向創(chuàng)建的實例本身。

有了__init__方法，在創(chuàng)建實例的時候，就不能傳入空的參數(shù)了，必須傳入與__init__方法匹配的參數(shù)，但self不需要傳，Python解釋器自己會把實例變量傳進去：

和普通的函數(shù)相比，在類中定義的函數(shù)只有一點不同，就是第一個參數(shù)永遠是實例變量self，并且，調(diào)用時，不用傳遞該參數(shù)。除此之外，類的方法和普通函數(shù)沒有什么區(qū)別，所以，你仍然可以用默認參數(shù)、可變參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)和命名關(guān)鍵字參數(shù)。

繼承

什么是繼承？

繼承是一種創(chuàng)建類的方法，在python中，一個類可以繼承來自一個或多個父類。原始類稱為基類或超類。

查看繼承：

什么時候用繼承？

假如已經(jīng)有幾個類，而類與類之間有共同的變量屬性和函數(shù)屬性，那就可以把這幾個變量屬性和函數(shù)屬性提取出來作為基類的屬性。而特殊的變量屬性和函數(shù)屬性，則在本類中定義，這樣只需要繼承這個基類，就可以訪問基類的變量屬性和函數(shù)屬性?？梢蕴岣叽a的可擴展性。

繼承和抽象（先抽象再繼承）

抽象即提取類似的部分。基類就是抽象多個類共同的屬性得到的一個類。

Garen類和Riven類都有nickname、aggressivity、life_value、script四個變量屬性和attack()函數(shù)屬性，這里可以抽象出一個Hero類，里面有里面包含這些屬性。

嚴格來說，上述Hero.init(self,…)，不能算作子類調(diào)用父類的方法。因為我們?nèi)绻サ簦℉ero）這個繼承關(guān)系，代碼仍能得到預期的結(jié)果。

總結(jié)python中繼承的特點：

在子類中，并不會自動調(diào)用基類的init()，需要在派生類中手動調(diào)用。

在調(diào)用基類的方法時，需要加上基類的類名前綴，且需要帶上self參數(shù)變量。

先在本類中查找調(diào)用的方法，找不到才去基類中找。

繼承的優(yōu)缺點探討

子類化內(nèi)置類型的缺點

1. 內(nèi)置類型的方法不會調(diào)用子類覆蓋的方法

內(nèi)置類可以子類化，但是內(nèi)置類型的方法不會調(diào)用子類覆蓋的方法。下面以繼承dict的自定義子類重寫__setitem__為例說明：

從輸出可以看到，鍵值對one=1和three=3存入a時均調(diào)用了dict的__setitem__，只有[]運算符會調(diào)用我們預先覆蓋的方法。

問題的解決方式在于不去子類化dict，而是子類化colections.UserDict。

2、子類化collections中的類

用戶自定義的類應該繼承collections模塊，如UserDict，UserList，UserString。這些類做了特殊設計，因此易于拓展。子類化UserDict的代碼如下：

小結(jié)：上述問題只發(fā)生在C語言實現(xiàn)的內(nèi)置類型子類化情況中，而且只影響直接繼承內(nèi)置類型的自定義類。相反，子類化使用Python編寫的類，如UserDict或MutableMapping就不會有此問題。

多重繼承

1. 方法解析順序(Method Resolution Order，MRO)

在多重繼承中存在不相關(guān)的祖先類實現(xiàn)同名方法引起的沖突問題，這種問題稱作“菱形問題”。Python依靠特定的順序遍歷繼承圖，這個順序叫做方法解析順序。如圖，左圖是類的UML圖，右圖中的虛線箭頭是方法解析順序：

2、super

提到類的屬性__mro__，就會提到super:

super 是個類,既不是關(guān)鍵字也不是函數(shù)等其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

作用：super是子類用來調(diào)用父類方法的。

語法：super(a_type, obj);

a_type是obj的__mro__，當然也可以是__mro__的一部分，同時issubclass(obj,a_type)==true

舉個例子, 有個 MRO: [A, B, C, D, E, object]

我們這樣調(diào)用:super(C, A).foo()

super 只會從 C 之后查找，即: 只會在 D 或 E 或 object 中查找 foo 方法。

下面構(gòu)造一個菱形問題的多重繼承來深化理解：

輸出如下：

分析：d.pingpong()執(zhí)行super.ping()，super按照MRO查找父類的ping方法，查詢在類B到ping之后輸出了B.ping()。

3. 處理多重繼承的建議

（1）把接口繼承和實現(xiàn)繼承區(qū)分開；

繼承接口：創(chuàng)建子類型，是框架的支柱；

繼承實現(xiàn)：通過重用避免代碼重復，通?？梢該Q用組合和委托模式。

（2）使用抽象基類顯式表示接口；

（3）通過混入重用代碼；混入類為多個不相關(guān)的子類提供方法實現(xiàn)，便于重用，但不會實例化。并且具體類不能只繼承混入類。

（4）在名稱中明確指明混入；Python中沒有把類聲明為混入的正規(guī)方式，Luciano推薦在名稱中加入Mixin后綴。如Tkinter中的XView應變成XViewMixin。

（5）抽象基類可以作為混入，反過來則不成立；抽象基類與混入的異同：

抽象基類會定義類型，混入做不到；

抽象基類可以作為其他類的唯一基類，混入做不到；

抽象基類實現(xiàn)的具體方法只能與抽象基類及其超類中的方法協(xié)作，混入沒有這個局限。

（6）不要子類化多個具體類；具體類可以沒有，或者至多一個具體超類。例如，Class Dish(China，Japan，Tofu)中，如果Tofu是具體類，那么China和Japan必須是抽象基類或混入。

（7）為用戶提供聚合類；聚合類是指一個類的結(jié)構(gòu)主要繼承自混入，自身沒有添加結(jié)構(gòu)或行為。Tkinter采納了此條建議。

（8）優(yōu)先使用對象組合，而不是類繼承。優(yōu)先使用組合可以令設計更靈活。組合和委托可以代替混入，但不能取代接口繼承去定義類型層次結(jié)構(gòu)。