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python 多重类继承__init__

简介: 目的 项目中遇到多重类继承的问题,想调用父类构造函数中的内容,调试了一两个小时,遇到两个问题。 说不存在某个父类的函数; 报MRO列表错误; 查询了相关的文档,大致是讲解父类的继承,没有涉及到多重继承,以及多重继承构造函数的问题,这里总结一下。
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目的

项目中遇到多重类继承的问题,想调用父类构造函数中的内容,调试了一两个小时,遇到两个问题。

  • 说不存在某个父类的函数;
  • 报MRO列表错误;

查询了相关的文档,大致是讲解父类的继承,没有涉及到多重继承,以及多重继承构造函数的问题,这里总结一下。

调用父类方法

想在子类中调用父类的某个已经被覆盖的方法:

解决方案

为了调用父类(超类)的一个方法,可以使用 super() 函数,比如

class A:
    def spam(self):
        print('A.spam')

class B(A):
    def spam(self):
        print('B.spam')
        super().spam()  # Call parent spam()

super() 函数的一个常见用法是在 __init__() 方法中确保父类被正确的初始化了:

class A:
    def __init__(self):
        self.x = 0

class B(A):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.y = 1

super() 的另外一个常见用法出现在覆盖Python特殊方法的代码中,比如:

class Proxy:
    def __init__(self, obj):
        self._obj = obj

    # Delegate attribute lookup to internal obj
    def __getattr__(self, name):
        return getattr(self._obj, name)

    # Delegate attribute assignment
    def __setattr__(self, name, value):
        if name.startswith('_'):
            super().__setattr__(name, value) # Call original __setattr__
        else:
            setattr(self._obj, name, value)

在上面代码中,__setattr__() 的实现包含一个名字检查。 如果某个属性名以下划线(_)开头,就通过 super() 调用原始的 __setattr__() , 否则的话就委派给内部的代理对象 self._obj 去处理。 这看上去有点意思,因为就算没有显式的指明某个类的父类, super() 仍然可以有效的工作。

深入 super()

看了上面的使用,你可能会觉得 super 的使用很简单,无非就是获取了父类,并调用父类的方法。其实,在上面的情况下,super 获得的类刚好是父类,但在其他情况就不一定了,super 其实和父类没有实质性的关联。
让我们看一个稍微复杂的例子,涉及到多重继承,代码如下:

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

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

class B(Base):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        super(B, self).__init__()
        print "leave B"

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

其中,Base 是父类,A, B 继承自 Base, C 继承自 A, B,它们的继承关系是一个典型的『菱形继承』,如下:

      Base
      /  \
     /    \
    A      B
     \    /
      \  /
       C

现在,让我们看一下使用:

c = C()
# output
enter C
enter A
enter B
enter Base
leave Base
leave B
leave A
leave C

如果你认为 super 代表『调用父类的方法』,那你很可能会疑惑为什么 enter A 的下一句不是 enter Base 而是 enter B。原因是,super 和父类没有实质性的关联,现在让我们搞清 super 是怎么运作的。

MRO 列表

事实上,对于你定义的每一个类,Python 会计算出一个方法解析顺序(Method Resolution Order, MRO)列表,它代表了类继承的顺序,我们可以使用下面的方式获得某个类的 MRO 列表:

>>> C.mro()   # or C.__mro__ or C().__class__.mro()
[__main__.C, __main__.A, __main__.B, __main__.Base, object]

那这个 MRO 列表的顺序是怎么定的呢,它是通过一个 C3 线性化算法来实现的,这里我们就不去深究这个算法了,感兴趣的读者可以自己去了解一下,总的来说,一个类的 MRO 列表就是合并所有父类的 MRO 列表,并遵循以下三条原则:

  • 子类永远在父类前面
  • 如果有多个父类,会根据它们在列表中的顺序被检查
  • 如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

super原理

super 的工作原理如下:

def super(cls, inst):
    mro = inst.__class__.mro()
    return mro[mro.index(cls) + 1]

其中,cls 代表类,inst 代表实例,上面的代码做了两件事:

  • 获取 inst 的 MRO 列表
  • 查找 cls 在当前 MRO 列表中的 index, 并返回它的下一个类,即 mro[index + 1]

当你使用 super(cls, inst) 时,Python 会在 inst 的 MRO 列表上搜索 cls 的下一个类。

现在,让我们回到前面的例子。

首先看类 C 的 __init__ 方法:

super(C, self).__init__()

这里的 self 是当前 C 的实例,self.class.mro() 结果是:

[__main__.C, __main__.A, __main__.B, __main__.Base, object]

可以看到,C 的下一个类是 A,于是,跳到了 A 的 __init__,这时会打印出 enter A,并执行下面一行代码:

super(A, self).__init__()

注意,这里的 self 也是当前 C 的实例,MRO 列表跟上面是一样的,搜索 A 在 MRO 中的下一个类,发现是 B,于是,跳到了 B 的 __init__,这时会打印出 enter B,而不是 enter Base。
整个过程还是比较清晰的,关键是要理解 super 的工作方式,而不是想当然地认为 super 调用了父类的方法。

总结

  • 事实上,super 和父类没有实质性的关联;
  • super(cls, inst) 获得的是 cls 在 inst 的 MRO 列表中的下一个类;
  • 在使用多重继承时候,注意继承顺序;
  • 如果使用到父类的构造函数,要使用super()

参考

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