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Python学习中的新式类和经典类的区别?

2020-11-17  本文已影响0人  Python小辰

1. 版本支持 / 写法差异

在Python 2.x 中

如果你至今使用的还是 Python 2.x,那么你需要了解一下,在Python 2.x中存在着两种类:经典类和新式类。

什么是经典类?

在Python 3.x 中

如果你已经摒弃了Python 2.x,而已经完全投入了Python 3.x的怀抱,那你可能不需要关心,因为在Python3.x中所有的类都是新式类(所有类都(显示/隐式)继承自object)。

有如下三种写法,它们是等价的。

2. 使用方法 / 独特属性

经典类无法使用super()

经典类的类型是 classobj

新式类的类型是 type,保持class与type的统一。

新式类增加了__slots__内置属性, 可以把实例属性的种类锁定到__slots__规定的范围之中.新式类增加了__getattribute__方法,在获取属性时可以进入此方法。而经典类不会。

输出如下

3. MRO 查找算法的演变

经典类中

经典类,MRO采用的是深度优先算法。

为了验证,这个继承顺序。在 Python2.x 中可以借助自带模块 inspect 来检验。

输出如下,可以看出,继承顺序是 D -> B -> A -> C

非常好理解,但是在菱形继承时,方法的调用会出现问题。

假设 d 是 D 的一个实例,那么执行 d.show()是调用 A.show() 呢 还是调用 C.show()呢?

在经典类中,由于是深度优先,所以是会选择 A.show()。但是很明显,C.show() 是 A.show() 的更具体化版本(显示了更多的信息),但我们的x.show() 没有调用它,而是调用了 A.show(),这显然是不合理的。所以这才有了后来的一步一步优化。

新式类中

为解决经典类 MRO 所存在的问题,Python 2.2 针对新式类提出了一种新的 MRO 计算方式:在定义类时就计算出该类的 MRO 并将其作为类的属性。

Python 2.2 的新式类 MRO 计算方式和经典类 MRO 的计算方式非常相似:它仍然采用从左至右的深度优先遍历,但是如果遍历中出现重复的类,只保留最后一个。重新考虑上面「菱形继承」的例子:

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同样地,我们也来验证一下。另说明,在新式类中,除用inspect外,可以直接通过mro属性获取类的 MRO。

输出如下,可以看出,继承顺序变成了 D -> B -> C -> A

这下,菱形问题解决了。

再来看一个复杂一点的例子。

如果只依靠上面的算法,我们来一起算下,其继承关系是怎样的。

1.首先进行深度遍历:[C, A, X, object, Y, object, B, Y, object, X, object];

2.然后,只保留重复元素的最后一个:[C, A, B, Y, X, object]。

同样来验证一下。

输出报错,它告诉我们 X,Y 具有二义性的继承关系(这是从Python 2.3后的 C3算法 才有的)。

具体为什么会这样,我们来看一下。

对于 A 来说,其搜索顺序为[A, X, Y, object];对于 B,其搜索顺序为 [B, Y, X, object];对于 C,其搜索顺序为[C, A, B, X, Y, object]。

我们会发现,B 和 C 中 X、Y 的搜索顺序是相反的!也就是说,当 B 被继承时,它本身的行为竟然也发生了改变,这很容易导致不易察觉的错误。此外,即使把 C 搜索顺序中 X 和 Y 互换仍然不能解决问题,这时候它又会和 A 中的搜索顺序相矛盾。

对于复杂一点的继承关系,我们在写代码的时候最好做到心中有数。接下来,就教教你,如何在层层复杂的继承关系中,计算出继承顺序。

例如下面这张图。

计算过程,会采用一种 merge算法。它的基本思想如下:

1.检查第一个列表的头元素(如 L[B1] 的头),记作 H。

2.若 H 未出现在其它列表的尾部,则将其输出,并将其从所有列表中删除,然后回到步骤1;否则,取出下一个列表的头部记作 H,继续该步骤。

3.重复上述步骤,直至列表为空或者不能再找出可以输出的元素。如果是前一种情况,则算法结束;如果是后一种情况,说明无法构建继承关系,Python 会抛出异常。

你可以在草稿纸上,参照上面的merge算法,写出如下过程

当然,可以用代码验证类的 MRO,上面的例子可以写作:

输出如下

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