Python面向对象的三大特性之继承

1、什么是继承？

继承指的是类与类之间的关系，是一种什么是什么的关系，功能之一就是用来解决代码重用问题

继承是一种创建新类的方式，在python中，新建的类可以继承一个或多个父类，父类又可称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类，继承又fenwei单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类
    pass

class ParentClass2: #定义父类
    pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
    pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass

print(Son1.__bases__)  # 查看所有继承的父类
print(Son2.__bases__)
===============
(<class '__main__.Father1'>,)
(<class '__main__.Father1'>, <class '__main__.Father2'>)

2、继承与抽象

抽象分成两个层次：

1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；

2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）

clip_image001

继承：

是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类

clip_image002

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class animal():   # 定义父类
    country  =  'china'     # 这个叫类的变量
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name   # 这些又叫数据属性
        self.age=age

    def walk(self):         # 类的函数，方法，动态属性
        print('%s is walking'%self.name)

    def say(self):
        pass

class people(animal):  # 子类继承父类
    pass

class pig(animal):    # 子类继承父类
    pass

class dog(animal):  # 子类继承父类
    pass

aobama=people('aobama',60)   # 实例化一个对象
print(aobama.name)
aobama.walk()
===================
aobama
aobama is walking

3、派生

1.在父类的基础上产生子类，产生的子类就叫做派生类

2.父类里没有的方法，在子类中有了，这样的方法就叫做派生方法。

3.父类里有，子类也有的方法，就叫做方法的重写（就是把父类里的方法重写了）

例1

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class Hero:
    def __init__(self, nickname,
                 aggressivity,
                 life_value):
        self.nickname = nickname
        self.aggressivity = aggressivity
        self.life_value = life_value

    def attack(self, enemy):
        enemy.life_value -= self.aggressivity

class Garen(Hero):   # 子类继承  hero 父类
    camp='Demacia'   # 子类衍生出的变量
    def attack(self, enemy):   ＃　跟父类的 attack 重名，对象调用的时候以子类的为准
        pass
    def fire(self):    # 父类没有 fire，这里 fire 属于派生出来的东西
        print('%s is firing' %self.nickname)
class Riven(Hero):
    camp='Noxus'

g1=Garen('garen',18,200)
r1=Riven('rivren',18,200)
# print(g1.camp)
# print(r1.camp)
# g1.fire()
g1.attack(g1)

例2

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class Hero:
    def __init__(self, nickname,aggressivity,life_value):
        self.nickname = nickname
        self.aggressivity = aggressivity
        self.life_value = life_value
    def attack(self, enemy):
        print('Hero attack')

class Garen(Hero):
    camp = 'Demacia'

    def attack(self, enemy): #self=g1,enemy=r1
        # self.attack(enemy) #g1.attack(r1)，这里相当于无限递归
        Hero.attack(self,enemy)  # 引用 父类的 attack，对象会去跑 父类的 attack
        print('from garen attack')  # 再回来这里

    def fire(self):
        print('%s is firing' % self.nickname)

class Riven(Hero):
    camp = 'Noxus'


g1 = Garen('garen', 18, 200)
r1 = Riven('rivren', 18, 200)
g1.attack(r1)
# print(g1.camp)
# print(r1.camp)
# g1.fire()

4、组合与重用性

重用性：

方式1：不通过继承的方式重用属性，指名道姓的使用哪个类的属性

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class Hero:
    def __init__(self,nickname,gongji,life):
        self.nickname=nickname
        self.gongji=gongji
        self.life=life

    def attack(self,obj):
        print('from Hero attack')

class Garen:
    def __init__(self,nickname,gongji,life,script):
        Hero.__init__(self,nickname,gongji,life)   # 这里引用Hero类的 init，不用再自己从新定义一遍 init
        self.script=script   # 父类 init 没有 script，这里是新加进来的属性

    def attack(self,obj):  # 在这里自己定义新的 attack，不再使用父类的 attack
        print('from Garen attack')

    def fire(self):  # 在这里定义新的功能
        print('from Garen fire')

g1=Garen('garen',18,200,'人在塔在')
print(g1.script)
人在塔在

提示：用已经有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分甚至大部分，大大省了编程工作量，这就是常说的软件重用，不仅可以重用自己的类，也可以继承别人的，比如标准库，来定制新的数据类型，这样就是大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来说，意义重大.

注意：像g1.life之类的属性引用，会先从实例中找life，然后去类中找，然后再去父类中找...直到最顶级的父类。

方式2：通过继承

例1

class Hero():
    def __init__(self, nickname, gongji, life):
        self.nickname = nickname
        self.gongji = gongji
        self.life = life

    def attack(self, obj):
        print('from Hero attack')
        obj.life -= self.gongji


class Garen(Hero):   # 使用 super方式需要继承
    camp = 'Demacia'

    def __init__(self, nickname, gongji, life):
        super().__init__(nickname, gongji, life)

    def attack(self, obj):  # 在这里自己定义新的 attack，不再使用父类的 attack
        super(Garen, self).attack(obj)  # PY3中super可以不给参数，PY2中第一个参数必须是自己的类,self，可以使用父类的方法，方法需要给参数就给参数

    def fire(self):  # 在这里定义新的功能
        print('from Garen fire')


g1 = Garen('garen1', 18, 200)
g2 = Garen('garen2', 20, 100)
print(g2.life)
g1.attack(g2)
print(g2.life)

100
from Hero attack
82

例2

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class A:
    def f1(self):
        print('from A')
        super().f1()    
        # 这种不需要继承也可以使用到 super，为什么，要看 C的 MRO表


class B:
    def f1(self):
        print('from B')

class C(A,B):
    pass


print(C.mro())
#[<class '__main__.C'>,
# <class '__main__.A'>,
# <class '__main__.B'>, #  B在A的后面，当A指定 super().f1 会找到 B的 f1
# <class 'object'>]


c=C()
c.f1()

组合：

软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式，即：组合

组合：一个对象的数据属性是另一个对象，称为组合

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class Equip: #武器装备类
    def fire(self):
        print('release Fire skill')

class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
    camp='Noxus'
    def __init__(self,nickname):
        self.nickname=nickname
        self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性

r1=Riven('锐雯雯')
r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法

release Fire skill

组合的方式：

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同

1.继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种'是'的关系，比如白马是马，人是动物。

当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如老师是人，学生是人

2.组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python和linux课程，教授有学生s1、s2、s3...

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class People:
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex

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 Teacher(People):
    def __init__(self,name,age,sex,job_title):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.job_title=job_title
        self.course=[]
        self.students=[]


class Student(People):
    def __init__(self,name,age,sex):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.course=[]


egon=Teacher('egon',18,'male','沙河霸道金牌讲师')
s1=Student('牛榴弹',18,'female')

python=Course('python','3mons',3000.0)
linux=Course('python','3mons',3000.0)

#为老师egon和学生s1添加课程
egon.course.append(python)
egon.course.append(linux)
s1.course.append(python)

#为老师egon添加学生s1
egon.students.append(s1)


#使用
for obj in egon.course:
    obj.tell_info()

5、接口与归一化设计

a、为何要用接口？

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

归一化的好处在于：

归一化让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

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class Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念，python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。
    def read(self): #定接口函数read
        pass

    def write(self): #定义接口函数write
        pass


class Txt(Interface): #文本，具体实现read和write
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')

    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(Interface): #磁盘，具体实现read和write
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(Interface):
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')

上面的代码只是看起来像接口，其实并没有起到接口的作用，子类完全可以不用去实现接口，这就用到了抽象类

6、抽象类

子类必须继承抽象类的方法，不然报错

什么是抽象类？

与java一样，python也有抽象类的概念但是同样需要借助模块实现，抽象类是一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被实例化

为什么要有抽象类？

如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。

比如我们有香蕉的类，有苹果的类，有桃子的类，从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类，你吃水果时，要么是吃一个具体的香蕉，要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。

从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。

从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中只能有抽象方法（没有实现功能），该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。

抽象类与接口

抽象类的本质还是类，指的是一组类的相似性，包括数据属性（如all_type）和函数属性（如read、write），而接口只强调函数属性的相似性。

抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计

例1

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import abc
#抽象类：本质还是类，与普通类额外的特点的是：加了装饰器的函数，子类必须实现他们
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):   # 抽象类是用来被子类继承的，不是用来实例化的
    tag='123123123123123'
    @abc.abstractmethod   # 如果子类没有我这个函数，主动抛出异常
    def run(self):
        pass
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass



class People(Animal):
    def run(self):   # 子类必须有抽象类里的装饰器下面的函数
        pass

    def speak(self):
        pass


peo1=People()   # 实例化出来一个人
print(peo1.tag)

例2

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类

class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type='file'
    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def read(self):
        '子类必须定义读功能'
        pass

    @abc.abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def write(self):
        '子类必须定义写功能'
        pass

# class Txt(All_file):
#     pass
#
# t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')

    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')

wenbenwenjian=Txt()

yingpanwenjian=Sata()

jinchengwenjian=Process()

#这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()

print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)