day26-继承和派生
一、常用三连
- 什么是继承
继承是一种新建类的方式，新建的类称之为子类，被继承的类称之为父类、超类、基类。
在python中支持多继承 - 为什么要用继承
子类可以遗传父类的属性，使用继承可以解决类与类之间代码的冗余问题。 - 如何实现继承
class Parent1:
pass
class Parent2:
pass
class Sub1(Parent1): # 在类名后加上括号，里面放被继承类的类名
pass
class Sub2(Parent1,Parent2):
pass
print(Sub1.__bases__) # 查看该类的父类
print(Sub2.__bases__)
二、在子类派生的新方法中重用父类的功能
method_1:指名道姓地调用某个类的函数
特点：不依赖于继承关系
class OldboyPeople:
school = "oldboy"
# 空对象,"洛根",22,'male'
def __init__(self,name,age,gender):
self.name = name
self.age = age
self.gender = gender
def f1(self):
print('1111111')
class Student(OldboyPeople):
# 空对象,"洛根",22,'male',1001,"python全栈开发"
def __init__(self,name,age,gender,stu_id,course):
OldboyPeople.__init__(self,name,age,gender) # OldboyPeople.__init__(空对象,"洛根",22,'male')
self.stu_id = stu_id
self.course = course
def choose(self):
print('%s 正在选课' %self.name)
def f1(self):
OldboyPeople.f1(self)
print("22222")
class Teacher(OldboyPeople):
def score(self,stu,num):
stu.num = num
stu1=Student("洛根",22,'male',1001,"python全栈开发")
# tea1=Teacher("egon",18,'male',2000,10)
stu1.f1()
method_2:super()
调用super()会得到一个特殊的对象，该对象专门用来引用父类的属性，且严格按照MRO规定的顺序向后查找
- ps:在Python2中super的使用需要完整地写成super(自己的类名,self) ,而在python3中可以简写为super()。
- 这两种方式的区别是：方式一是跟继承没有关系的，而方式二的super()是依赖于继承的，并且即使没有直接继承关系，super()仍然会按照MRO继续往后查找
>>> #A没有继承B
... class A:
... def test(self):
... super().test()
...
>>> class B:
... def test(self):
... print('from B')
...
>>> class C(A,B):
... pass
...
>>> C.mro() # 在代码层面A并不是B的子类，但从MRO列表来看，属性查找时，就是按照顺序C->A->B->object，B就相当于A的“父类”
[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>,<class ‘object'>]
>>> obj=C()
>>> obj.test() # 属性查找的发起者是类C的对象obj，所以中途发生的属性查找都是参照C.mro()
from B
obj.test()首先找到A下的test方法，执行super().test()会基于MRO列表(以C.mro()为准)当前所处的位置继续往后查找()，然后在B中找到了test方法并执行。
三、属性查找
由对象引发的属性查找: 先从对象里面找，再去类里面找，再去父类里面找。
例一：
class Foo:
def f2(self):
print("Foo.f2")
def f1(self):
print('Foo.f1')
self.f2() # obj.f2()
class Bar(Foo):
def f2(self):
print("Bar.f2")
obj = Bar()
obj.f1() # 输出的结果为：Foo.f1 Bar.f2
例二：父类如果不想让子类覆盖自己的方法，可以在方法名前加前缀__
class Foo:
def __f2(self): # _Foo__f2
print("Foo.f2")
def f1(self):
print('Foo.f1')
self.__f2() # obj._Foo__f2()
class Bar(Foo):
def __f2(self): # _Bar__f2
print("Bar.f2")
obj = Bar()
obj.f1()
四、继承的实现原理
1、两个种类的类
新式类：但凡是继承了object类的子类，以该子类子子孙孙类都称之为新式类
经典类：没有继承了object类的子类，以该子类子子孙孙类都称之为经典类
在python3中全是新式类，只有在python2 中才有经典类，在python3中没有继承任何类的类会默认继承object类。
2、菱形问题
一个子类继承的多条件分支最终汇聚到一个非object类，在菱形继承下，新式类与经典类关于属性查找的方式不同。
新式类：广度优先
经典类：深度优先
例1：非菱形继承，经典类与新式类的属性查找顺序都一样
菱形继承1.png
class E:
# def test(self):
# print('from E')
pass
class F:
def test(self):
print('from F')
class B(E):
# def test(self):
# print('from B')
pass
class C(F):
def test(self):
print('from C')
class D:
def test(self):
print('from D')
class A(B, C, D):
# def test(self):
# print('from A')
pass
obj=A()
obj.test()
例2：菱形继承
菱形继承2.png
class G(object): # 在python2中，未继承object的类及其子类，都是经典类
# def test(self):
# print('from G')
pass
class E(G):
# def test(self):
# print('from E')
pass
class F(G):
# def test(self):
# print('from F')
pass
class B(E):
# def test(self):
# print('from B')
pass
class C(F):
# def test(self):
# print('from C')
pass
class D(G):
# def test(self):
# print('from D')
pass
class A(B,C,D):
# def test(self):
# print('from A')
pass
obj=A()
obj.test()
print(A.mro())
五、Python Mixins机制
一个子类可以同时继承多个父类，这样的设计常被人诟病，一来它有可能导致可恶的菱形问题，二来在人的世界观里继承应该是个”is-a”关系。 比如轿车类之所以可以继承交通工具类，是因为基于人的世界观，我们可以说：轿车是一个(“is-a”)交通工具，而在人的世界观里，一个物品不可能是多种不同的东西，因此多重继承在人的世界观里是说不通的，它仅仅只是代码层面的逻辑。不过有没有这种情况，一个类的确是需要继承多个类呢？
答案是有，我们用交通工具来举例:
民航飞机、直升飞机、轿车都是一个（is-a）交通工具，前两者都有一个功能是飞行fly，但是轿车没有，所以如下所示我们把飞行功能放到交通工具这个父类中是不合理的。
class Vehicle: # 交通工具
def fly(self):
'''
飞行功能相应的代码
'''
print("I am flying")
class CivilAircraft(Vehicle): # 民航飞机
pass
class Helicopter(Vehicle): # 直升飞机
pass
class Car(Vehicle): # 汽车并不会飞，但按照上述继承关系，汽车也能飞了
pass
但是如果民航飞机和直升机都各自写自己的飞行fly方法，又违背了代码尽可能重用的原则（如果以后飞行工具越来越多，那会重复代码将会越来越多）。
所以为了尽可能地重用代码，那就只好在定义出一个飞行器的类，然后让民航飞机和直升飞机同时继承交通工具以及飞行器两个父类，这样就出现了多重继承。这时又违背了继承必须是”is-a”关系。这个难题该怎么解决？
<<<<<<<<<>>>>>>>>>python提供了Mixins机制，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"is-a"关系的，所以Mixins机制本质仍是多继承，但同样遵守”is-a”关系，如下
class Vehicle: # 交通工具
pass
class FlyableMixin:
def fly(self):
'''
飞行功能相应的代码
'''
print("I am flying")
class CivilAircraft(FlyableMixin, Vehicle): # 民航飞机
pass
class Helicopter(FlyableMixin, Vehicle): # 直升飞机
pass
class Car(Vehicle): # 汽车
pass
# ps: 采用某种规范（如命名规范）来解决具体的问题是python惯用的套路
可以看到，上面的CivilAircraft、Helicopter类实现了多继承，不过它继承的第一个类我们起名为FlyableMixin，而不是Flyable，这个并不影响功能，但是会告诉后来读代码的人，这个类是一个Mixin类，表示混入(mix-in)，这种命名方式就是用来明确地告诉别人（python语言惯用的手法），这个类是作为功能添加到子类中，而不是作为父类，它的作用同Java中的接口。所以从含义上理解，CivilAircraft、Helicopter类都只是一个Vehicle，而不是一个飞行器。
使用Mixin类实现多重继承要非常小心
- 首先它必须表示某一种功能，而不是某个物品，python 对于mixin类的命名方式一般以 Mixin, able, ible 为后缀
- 其次它必须责任单一，如果有多个功能，那就写多个Mixin类，一个类可以继承多个Mixin，为了保证遵循继承的“is-a”原则，只能继承一个标识其归属含义的父类
- 然后，它不依赖于子类的实现
- 最后，子类即便没有继承这个Mixin类，也照样可以工作，就是缺少了某个功能。（比如飞机照样可以载客，就是不能飞了）
六、组合
在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合。组合与继承都是用来解决代码的重用性问题。不同的是：继承是一种“是”的关系，比如老师是人、学生是人，当类之间有很多相同的之处，应该使用继承；而组合则是一种“有”的关系，比如老师有生日，老师有多门课程，当类之间有显著不同，并且较小的类是较大的类所需要的组件时，应该使用组合，如下示例
class Course:
def __init__(self,name,period,price):
self.name=name
self.period=period
self.price=price
def tell_info(self):
print('<%s %s %s>' %(self.name,self.period,self.price))
class Date:
def __init__(self,year,mon,day):
self.year=year
self.mon=mon
self.day=day
def tell_birth(self):
print('<%s-%s-%s>' %(self.year,self.mon,self.day))
class People:
school='清华大学'
def __init__(self,name,sex,age):
self.name=name
self.sex=sex
self.age=age
#Teacher类基于继承来重用People的代码，基于组合来重用Date类和Course类的代码
class Teacher(People): #老师是人
def __init__(self,name,sex,age,title,year,mon,day):
super().__init__(name,age,sex)
self.birth=Date(year,mon,day) #老师有生日
self.courses=[] #老师有课程，可以在实例化后，往该列表中添加Course类的对象
def teach(self):
print('%s is teaching' %self.name)
python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('linux','5mons',5000.0)
teacher1=Teacher('lili','female',28,'博士生导师',1990,3,23)
# teacher1有两门课程
teacher1.courses.append(python)
teacher1.courses.append(linux)
# 重用Date类的功能
teacher1.birth.tell_birth()
# 重用Course类的功能
for obj in teacher1.courses:
obj.tell_info()
