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python面向对象三大特性详解2-封装&继承

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连接上篇:python面向对象三大特性详解1-封装
此为第二篇:python面向对象三大特性详解2-封装&继承
子类可以继承父类的所有属性,比如我们还是以上篇文章中的外卖系统作为案例,在这个程序中至少存在三个类:商家类、外卖小哥类、顾客类,我们可以先定义出这三个类:

# 商家类
class Merchants():
    
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  # 商家名字
        self.addr = addr  # 商家地址
        self.tel = tel  # 商家联系电话
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')
        
# 外卖小哥类
class Rider():
    
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  # 外卖小哥姓名
        self.addr = addr  # 外卖小哥配送地址
        self.tel = tel  # 外卖小哥电话
        
    def distribution(self):
        print(f'{self.name}正在配送')
        
# 顾客类
class Customer():
    
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  # 顾客姓名
        self.addr = addr  # 收货地址
        self.tel = tel  # 顾客电话
        
    def accept_delivery(self):
        print(f'{self.name}已经收到外卖')

以上三个类之间存在重复的代码,都属于python外卖平台,都需要独有的name、addr、tel,因此可以得出以下继承关系,实现代码重用:

class Personnel_information():
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
        
# 商家类
class Merchants(Personnel_information):
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')
        
# 外卖小哥类
class Rider(Personnel_information):
    
    def distribution(self):
        print(f'{self.name}正在配送')
    
# 顾客类
class Customer(Personnel_information):
    
    def accept_delivery(self):
        print(f'{self.name}已经收到外卖')

商家类、外卖小哥类和顾客类中并没有定义__init__方法,但是会从它们的父类中找到__init__方法,因为子类会继承父类所有的属性和方法,因此仍然可以正常实例化:

mer = Merchants('川菜', '山清水秀区', '11111')
rider = Rider('小庄', '依山傍水区', '2222')
customer = Customer('xu', '养生区', '33333')
01
属性查找
单继承属性查找
对象的属性可以通过对象.__dict__查看,有了继承关系后,对象在查找属性时先从自己的__dict__中查找,如果没有则去实例化自己的类中找,找不到再去父类中找,都找不到会抛出异常。注意,属性的查找一定是以定义阶段为准。
class Test():
    
    def t1(self):
        print('from Test t1')
        
class Foo(Test):
    
    def f1(self):
        print('Foo f1')
        
f = Foo()
f.t1
# 运行结果
from Test t1

父类如果不想让子类覆盖自己的方法,可以采用双下划线开头的方式将方法设置为私有的。

class Test():
    
    def __t1(self):
        print('from Test t1')
    
    def t2(self):
        self.__t1() 
        print('from Test t2')
        
class Foo(Test):
    
    def __t1(self):
        print('Foo t1')
        
f = Foo()
f.t2()
# 运行结果
from Test t1
from Test t2

 多继承属性查找

Python面向对象支持多继承,好处是子类可以同时继承多个父类的属性,最大限度的重用代码,但是多继承也有很多缺点,多继承违背了继承表达的什么是什么的关系,而且如果一个类同时继承多个父类,代码的可读性就会变得很差,可能会出现菱形继承的问题。菱形继承是不同子类拥有同一个非object的父类,而不同的子类又是另一个子类的父类,如果A类中有一个方法,B类或者C类对这个方法进行了重写,D类继承的是哪个版本的方法?

dy23

想要弄清楚上面的问题就需要知道类查找属性是按照什么规则查找的,在python中,每定义一个类都会计算出一个方法解析顺序列表(MRO),MRO列表就是一个简单的所有基类的先后顺序列表。

>>> D.mro() # 新式类内置了mro方法可以查看线性列表的内容,经典类没有该内置该方法
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。

有菱形继承问题,就会有非菱形继承,如下所示:

dy023

不管是菱形继承还是非菱形继承,只需要记住:

如果是类实例化得到的对象发起的属性查找,会从对象自身的属性里检索,没有则会按照对象的类.mro()规定的顺序依次找下去;

如果是由类发起的属性查找,会按照当前类.mro()规定的顺序依次找下去。

Mixins机制

多继承实际上提高了程序的耦合程度,但是面向对象的编程思想就是解耦合,解耦合的目的就是提高代码的可读性和可扩展性,那么到底要不要用多继承呢?

python提供了多继承就是为了使用,但是在用多继承的过程中,需要规避两点问题:1.继承结构尽量不要过于复杂;2.推荐使用mixins机制,在多继承的背景下满足什么是什么的关系。mixins机制就是在多继承的背景下尽可能提升多继承代码的可读性,简单来说Mixins机制指的是子类混合(mixin)不同类的功能,而这些类采用统一的命名规范(例如Mixin后缀),以此标识这些类只是用来混合功能的,并不是用来标识子类的从属关系,所以Mixins机制本质仍是多继承,但同样遵守什么是什么关系,如下代码:

# 定义父类---交通工具类
class Vechicle:
    print('我是交通工具')

# 定义飞的功能---Mixin表示该类只是作为一个功能
class FlyableMixin():
    def __init__(self,fly):
        self.fly = fly


class CivilAircraft(FlyableMixin, Vechicle):  # 民航飞机
    pass

class Helicopter(FlyableMixin, Vechicle):  # 直升飞机
    pass

class Bus(Vechicle):
    pass

# 民航飞机对象
c = CivilAircraft('我会飞')
print(c.__dict__)
# 直升飞机对象
h = Helicopter('fly')
print(h.__dict__)
# 汽车对象
b = Bus()
print(b.__dict__)

车 、船 、直升机、民航飞机都是交通工具,但是只有飞机具有飞的功能,如果将飞的功能添加到交通工具这个父类中是不合理的,所以可以将“飞”这个功能另外定义,采用统一的命名规范(例如Mixin后缀),这个后缀会明确的告诉读代码的人,这个类是作为一个功能添加到子类中,而不是作为父类,当bus这个类混合 飞的功能,bus就是会飞的一个交通工具。

 

但是在使用mixins机制的时候需要注意以下几点:

1.必须表示某一种功能,而不是某类物品

2.python 对于mixin类的命名方式一般以 Mixin, able, ible 为后缀

3.如果有多个功能,那就写多个Mixin类

4.定义的Minx类越多,子类的代码可读性就会越差

 

02
派生
子类继承父类后会继承父类所有的属性,子类可以直接继承父类的属性,也可以派生出自己的属性,也可以重写父类的属性,子类重用父类属性有以下四种派生方式,我们还是以外卖系统为例:
class Personnel_information():
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
        
# 商家类
class Merchants(Personnel_information):
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')
        
# 外卖小哥类
class Rider(Personnel_information):
    
    def distribution(self):
        print(f'{self.name}正在配送')
    
# 顾客类
class Customer(Personnel_information):
    
    def accept_delivery(self):
        print(f'{self.name}已经收到外卖')
        print(f'{self.name}已经收到外卖')

 直接继承父类属性

如上述代码,子类直接继承了父类的所有方法和属性。

覆盖父类属性
商家类除了基本的name、addr、tel属性外,还有菜品信息这个属性,但是父类中__init__方法中并没有定义这个属性,因此可以在子类中重写__init__方法,覆盖父类的__init__方法。
class Personnel_information():
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
        
# 商家类
class Merchants(Personnel_information):
    
    def __init__(self, name, addr, tel, food_info):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
     self.food_info = food_info
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')

 向父类索要方法

覆盖父类属性这种写法虽然可以满足要求,但是子类中的__init__方法中存在重复代码,因此子类可以向父类索要该方法,并在该方法内增加自己独有的属性。这种方式不依赖继承关系,可以向任意类索要方法。
class Personnel_information():
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
        
# 商家类
class Merchants(Personnel_information):
    
    def __init__(self, name, addr, tel, food_info):
        Personnel_information.__init__(self, name, addr, tel)  # 向类索要方法
     self.food_info = food_info  # 定制自己独有的属性
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')

 super调用父类中的属性

这种方式严格依赖继承关系,调用super会得到一个特殊的对象,该对象会参照发起属性查找的那个类的mro,去当前类的父类中找属性。
class Personnel_information():
    platform = 'python外卖平台'
    
    def __init__(self, name, addr, tel):
        self.name = name  
        self.addr = addr 
        self.tel = tel 
        
# 商家类
class Merchants(Personnel_information):
    
    def __init__(self, name, addr, tel, food_info):
 super().__init__(name, addr, tel)  # 调用的是绑定方法,自动传入self
        # super(Merchants, self).__init__(name, addr, tel)  # 与上一行代码等价,但是在python2中必须这么写,python3可以简写
        self.food_info = food_info 
        
    def reveive_order(self):
        print(f'{self.name}已经接单')

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