继承

目标

  • 单继承
  • 多继承

面向对象三大特性

  1. 封装 根据 职责 将 属性 和 方法 封装 到一个抽象的 类 中
  2. 继承 实现代码的重用，相同的代码不需要重复的编写
  3. 多态 不同的对象调用相同的方法，产生不同的执行结果，增加代码的灵活度

01. 单继承

1.1 继承的概念、语法和特点

继承的概念：子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性

011_继承对比图示.png

不使用继承

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃")

    def drink(self):
        print("喝")

    def run(self):
        print("跑")

    def sleep(self):
        print("睡")


class Dog:

    def eat(self):
        print("吃")

    def drink(self):
        print("喝")

    def run(self):
        print("跑")

    def sleep(self):
        print("睡")

    def bark(self):
        print("汪汪叫")

# 创建一个对象 - 狗对象
wangcai = Dog()

wangcai.eat()
wangcai.drink()
wangcai.run()
wangcai.sleep()
wangcai.bark()
  • 太麻烦了,代码严重的冗余

使用继承

1) 继承的语法

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class 类名(父类名):

    pass
  • 子类 继承自 父类，可以直接 享受 父类中已经封装好的方法，不需要再次开发
  • 子类 中应该根据 职责，封装 子类特有的 属性和方法

    使用继承

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃---")

    def drink(self):
        print("喝---")

    def run(self):
        print("跑---")

    def sleep(self):
        print("睡---")


class Dog(Animal):

    # 子类拥有父类的所有属性和方法
    # def eat(self):
    #     print("吃")
    #
    # def drink(self):
    #     print("喝")
    #
    # def run(self):
    #     print("跑")
    #
    # def sleep(self):
    #     print("睡")

    def bark(self):
        print("汪汪叫")

# 创建一个对象 - 狗对象
wangcai = Dog()

wangcai.eat()
wangcai.drink()
wangcai.run()
wangcai.sleep()
wangcai.bark()

2) 专业术语

  • Dog 类是 Animal 类的**子类**，Animal 类是 Dog 类的**父类**，Dog 类从 Animal 类**继承**
  • Dog 类是 Animal 类的**派生类**，Animal 类是 Dog 类的**基类**，Dog 类从 Animal 类**派生**

3) 继承的传递性

  • C 类从 B 类继承，B 类又从 A 类继承
  • 那么 C 类就具有 B 类和 A 类的所有属性和方法

子类 拥有 父类 以及 父类的父类 中封装的所有 属性 和 方法

多次继承

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃---")

    def drink(self):
        print("喝---")

    def run(self):
        print("跑---")

    def sleep(self):
        print("睡---")


class Dog(Animal):

    def bark(self):
        print("汪汪叫")


class XiaoTianQuan(Dog):

    def fly(self):
        print("我会飞")


# 创建一个哮天犬的对象
xtq = XiaoTianQuan()

xtq.fly()
xtq.bark()
xtq.eat()

提问

哮天犬 能够调用 Cat 类中定义的 catch 方法吗？

答案

不能，因为 哮天犬 和 Cat 之间没有 继承 关系

能否继承cat类中的方法:

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃---")

    def drink(self):
        print("喝---")

    def run(self):
        print("跑---")

    def sleep(self):
        print("睡---")


class Dog(Animal):

    def bark(self):
        print("汪汪叫")


class XiaoTianQuan(Dog):

    def fly(self):
        print("我会飞")


class Cat(Animal):

    def catch(self):
        print("抓老鼠")

# 创建一个哮天犬的对象
xtq = XiaoTianQuan()

xtq.fly()
xtq.bark()
xtq.eat()

xtq.catch()

执行结果:

1
AttributeError: 'XiaoTianQuan' object has no attribute 'catch'

1.2 方法的重写

  • 子类 拥有 父类 的所有 方法 和 属性
  • 子类 继承自 父类，可以直接 享受 父类中已经封装好的方法，不需要再次开发

应用场景

  • 当 父类 的方法实现不能满足子类需求时，可以对方法进行 重写(override)

012_继承方法的重写.png

重写 父类方法有两种情况：

  1. 覆盖 父类的方法
  2. 对父类方法进行 扩展

1) 覆盖父类的方法

  • 如果在开发中，父类的方法实现 和 子类的方法实现，完全不同
  • 就可以使用 覆盖 的方式，在子类中 重新编写 父类的方法实现

具体的实现方式，就相当于在 子类中 定义了一个 和父类同名的方法并且实现

重写之后，在运行时，只会调用 子类中重写的方法，而不再会调用 父类封装的方法 例如:

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃---")

    def drink(self):
        print("喝---")

    def run(self):
        print("跑---")

    def sleep(self):
        print("睡---")


class Dog(Animal):

    def bark(self):
        print("汪汪叫")


class XiaoTianQuan(Dog):

    def fly(self):
        print("我会飞")

    def bark(self):
        print("叫得跟神一样...")


xtq = XiaoTianQuan()

# 如果子类中，重写了父类的方法
# 在使用子类对象调用方法时，会调用子类中重写的方法
xtq.bark()

2) 对父类方法进行 扩展(既有子类特殊的方法,又有父类简单的本质)

  • 如果在开发中，子类的方法实现 中 包含 父类的方法实现
    • 父类原本封装的方法实现 是 子类方法的一部分
  • 就可以使用 扩展 的方式
    1. 在子类中 重写 父类的方法
    2. 在需要的位置使用 super().父类方法 来调用父类方法的执行
    3. 代码其他的位置针对子类的需求，编写 子类特有的代码实现

      例如:

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class Animal:

    def eat(self):
        print("吃---")

    def drink(self):
        print("喝---")

    def run(self):
        print("跑---")

    def sleep(self):
        print("睡---")


class Dog(Animal):

    def bark(self):
        print("汪汪叫")


class XiaoTianQuan(Dog):

    def fly(self):
        print("我会飞")

    def bark(self):

        # 1. 针对子类特有的需求，编写代码
        print("神一样的叫唤...")

        # 2. 使用 super(). 调用原本在父类中封装的方法
        super().bark()  


        # 3. 增加其他子类的代码
        print("$%^*%^$%^#%$%")


xtq = XiaoTianQuan()

# 如果子类中，重写了父类的方法
# 在使用子类对象调用方法时，会调用子类中重写的方法
xtq.bark()

输出结果:

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神一样的叫唤...
汪汪叫
汪汪叫
$%^*%^$%^#%$%
关于 super
  • 在 Python 中 super 是一个 特殊的类
  • super() 就是使用 super 类创建出来的对象
  • 最常 使用的场景就是在 重写父类方法时，调用 在父类中封装的方法实现
调用父类方法的另外一种方式（知道）

在 Python 2.x 时，如果需要调用父类的方法，还可以使用以下方式：

1
父类名.方法(self)
  • 这种方式，目前在 Python 3.x 还支持这种方式
  • 这种方法 不推荐使用，因为一旦 父类发生变化，方法调用位置的 类名 同样需要修改

提示

  • 在开发时，父类名 和 super() 两种方式不要混用
  • 如果使用 当前子类名 调用方法，会形成递归调用，出现死循环

1.3 父类的 私有属性 和 私有方法

  1. 子类对象 不能 在自己的方法内部，直接 访问 父类的 私有属性 或 私有方法
  2. 子类对象 可以通过 父类 的 公有方法 间接 访问到 私有属性 或 私有方法
  • 私有属性、方法 是对象的隐私，不对外公开，外界 以及 子类 都不能直接访问
  • 私有属性、方法 通常用于做一些内部的事情

示例

013_父类的私有属性和私有方法.png

  • B 的对象不能直接访问 __num2 属性
  • B 的对象不能在 demo 方法内访问 __num2 属性
  • B 的对象可以在 demo 方法内，调用父类的 test 方法
  • 父类的 test 方法内部，能够访问 __num2 属性和 __test 方法 例:
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class A:

    def __init__(self):

        self.num1 = 100
        self.__num2 = 200

    def __test(self):
        print("私有方法 %d %d" % (self.num1, self.__num2))


class B(A):

    def demo(self):

        # 1. 在子类的对象方法中，不能访问父类的私有属性
        # print("访问父类的私有属性 %d" % self.__num2)

        # 2. 在子类的对象方法中，不能调用父类的私有方法
        # self.__test()
        pass

# 创建一个子类对象
b = B()
print(b)

b.demo()

# 在外界不能直接访问对象的私有属性/调用私有方法
# print(b.__num2)
# b.__test()

02. 多继承

概念

  • 子类 可以拥有 多个父类，并且具有 所有父类 的 属性 和 方法
  • 例如：孩子 会继承自己 父亲 和 母亲 的 特性

014_多继承.png

语法

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class 子类名(父类名1, 父类名2...)
    pass

例:

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class A:

    def test(self):
        print("test 方法")


class B:

    def demo(self):
        print("demo 方法")


class C(A, B):
    """多继承可以让子类对象，同时具有多个父类的属性和方法"""
    pass


# 创建子类对象
c = C()

c.test()
c.demo()

执行结果:

1
2
test 方法
demo 方法

2.1 多继承的使用注意事项

问题的提出

  • 如果 不同的父类 中存在 同名的方法，子类对象 在调用方法时，会调用 **哪一个父类中**的方法呢？

    多继承中括号的顺序为B,A

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class A:

    def test(self):
        print("A --- test 方法")

    def demo(self):
        print("A --- demo 方法")

class B:

    def test(self):
        print("B --- test 方法")

    def demo(self):
        print("B --- demo 方法")


class C(B, A):
    """多继承可以让子类对象，同时具有多个父类的属性和方法"""
    pass


# 创建子类对象
c = C()

c.test()
c.demo()

# 确定C类对象调用方法的顺序
print(C.__mro__)

执行结果:

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B --- test 方法
B --- demo 方法
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)

多继承中括号的顺序为A,B

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class A:

    def test(self):
        print("A --- test 方法")

    def demo(self):
        print("A --- demo 方法")

class B:

    def test(self):
        print("B --- test 方法")

    def demo(self):
        print("B --- demo 方法")


class C(A, B):
    """多继承可以让子类对象，同时具有多个父类的属性和方法"""
    pass


# 创建子类对象
c = C()

c.test()
c.demo()

# 确定C类对象调用方法的顺序
print(C.__mro__)

执行结果:

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A --- test 方法
A --- demo 方法
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)

提示：开发时，应该尽量避免这种容易产生混淆的情况！ —— 如果 父类之间 存在 同名的属性或者方法，应该 尽量避免 使用多继承

015_多继承II.png

Python 中的 MRO —— 方法搜索顺序（知道）

  • Python 中针对 类 提供了一个 内置属性 __mro__ 可以查看 方法 搜索顺序
  • MRO 是 method resolution order，主要用于 在多继承时判断 方法、属性 的调用 路径
1
print(C.__mro__)

输出结果

1
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)
  • 在搜索方法时，是按照 __mro__ 的输出结果 从左至右 的顺序查找的
  • 如果在当前类中 找到方法，就直接执行，不再搜索
  • 如果 没有找到，就查找下一个类 中是否有对应的方法，如果找到，就直接执行，不再搜索
  • 如果找到最后一个类，还没有找到方法，程序报错

2.2 新式类与旧式（经典）类

object 是 Python 为所有对象提供的 基类，提供有一些内置的属性和方法，可以使用 dir 函数查看

  • 新式类：以 object 为基类的类，推荐使用

  • 经典类：不以 object 为基类的类，不推荐使用

  • 在 Python 3.x 中定义类时，如果没有指定父类，会 默认使用 object 作为该类的 基类 —— Python 3.x 中定义的类都是 新式类

  • 在 Python 2.x 中定义类时，如果没有指定父类，则不会以 object 作为 基类

新式类 和 经典类 在多继承时 —— 会影响到方法的搜索顺序

为了保证编写的代码能够同时在 Python 2.x 和 Python 3.x 运行！ 今后在定义类时，如果没有父类，建议统一继承自 object

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class 类名(object):
    pass