朱廣蔚 ·Python 類的繼承和多繼承
在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計中，定義一個新的 class 的時候，可以從某個現(xiàn)有的 class 繼承，新的 class 稱為子類，而被繼承的 class 稱為基類、父類或超類。
Python 中繼承的語法如下：
class Parent:
pass
class Child(Parent):
pass
- 在第 1 行，定義了父類 Parent；
- 在第 4 行，定義了子類 Child，語法 Child(Parent) 表示類 Child 繼承于類 Parent。
子類繼承父類的屬性和方法，使得子類具有父類的屬性和方法，從而實(shí)現(xiàn)代碼重用；同時，子類可以增加自己特有的方法。例如，下圖中定義了 3 個類，類 Teacher 與類 Student 繼承于類 Person，如圖所示：
- 父類 Person 定義了屬性 name 和 age，定義了方法 introduce，這些屬性和方法被子類繼承
- 子類 Teacher 定義了自己特有的屬性 salary，定義了自己特有的方法 showSalary
- 子類 Student 定義了自己特有的屬性 grade，定義了自己特有的方法 showGrade
1. 在子類中增加屬性和方法
1.1 編寫父類 Person
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def introduce(self):
print('My name is', self.name)
print('My age is', self.age)
- 在第 2 行，定義構(gòu)造方法 __init__，設(shè)置屬性 name 和 age
- 在第 6 行，定義方法 introduce，打印屬性 name 和 age
1.2 編寫子類 Teacher
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, age, salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
def showSalary(self):
print('My salary is', self.salary)
- 在第 1 行，通過語法 Teacher(Person)，定義繼承于 Person 的類 Teacher
- 在第 5 行，在構(gòu)造方法中，增加類 Teacher 特有的屬性 salary
- 在第 7 行，定義方法 showSalary，打印屬性 salary
1.3 編寫子類 Student
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, grade):
self.name = name
self.age = age
self.grade = grade
def showGrade(self):
print('My grade is', self.grade)
- 在第 1 行，通過語法 Student(Person)，定義繼承于 Person 的類 Student
- 在第 5 行，在構(gòu)造方法中，增加類 Student 特有的屬性 grade
- 在第 7 行，定義方法 showGrade，打印屬性 grade
1.4 創(chuàng)建實(shí)例
teacher = Teacher('tom', 30, 5000)
teacher.introduce()
teacher.showSalary()
print()
student = Student('jerry', 10, 90)
student.introduce()
student.showGrade()
- 在第 1 行，創(chuàng)建實(shí)例 teacher
- 在第 2 行，調(diào)用父類方法 introduce
- 在第 3 行，調(diào)用自己特有的方法 showSalary
- 在第 5 行，創(chuàng)建實(shí)例 student
- 在第 6 行，調(diào)用父類方法 introduce
- 在第 7 行，調(diào)用自己特有的方法 showGrade
運(yùn)行程序，輸出如下結(jié)果
My name is tom
My age is 30
My salary is 5000
My name is jerry
My age is 10
My grade is 90
- 第 1 行到第 3 行，是 teacher 的輸出結(jié)果
- 第 5 行到第 7 行，是 student 的輸出結(jié)果
2. 在子類中調(diào)用父類的構(gòu)造方法
2.1 代碼重復(fù)的問題
在前面的小節(jié)中，類 Person 的構(gòu)造方法如下:
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
類 Teacher 的構(gòu)造方法如下:
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, age, salary):
self.name = name
self.age = age
self.salary = salary
類 Student 的構(gòu)造方法如下:
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, grade):
self.name = name
self.age = age
self.grade = grade
在這 3 段初始化代碼中，存在明顯的代碼重復(fù)，我們希望：
- 初始化類 Teacher 的屬性 name、age、salary 時，可以重用父類 Person 的初始化代碼
- 初始化類 Student 的屬性 name、age、grade 時，可以重用父類 Person 的初始化代碼
2.2 編寫父類 Person
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def introduce(self):
print('My name is', self.name)
print('My age is', self.age)
- 在第 2 行，定義構(gòu)造方法 __init__，設(shè)置屬性 name 和 age
- 在第 6 行，定義方法 introduce，打印屬性 name 和 age
2.3 編寫子類 Teacher
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, age, salary):
Person.__init__(self, name, age)
self.salary = salary
def showSalary(self):
print('My salary is', self.salary)
- 在第 1 行，通過語法 Teacher(Person)，定義繼承于 Person 的類 Teacher
- 在第 3 行，通過語法 Person.__init(self, name, age)__ 調(diào)用父類的構(gòu)造方法 __init__，對屬性 name 和 age 進(jìn)行設(shè)置
- 在第 4 行，在構(gòu)造方法中，增加類 Teacher 特有的屬性 salary
- 在第 6 行，定義方法 showSalary，打印屬性 salary
2.4 編寫子類 Student
class Student(Person):
def __init__(self, name, age, grade):
Person.__init__(self, name, age)
self.grade = grade
def showGrade(self):
print('My grade is', self.grade)
- 在第 1 行，通過語法 Student(Person)，定義繼承于 Person 的類 Student
- 在第 3 行，通過語法 Person.__init(self, name, age)__ 調(diào)用父類的構(gòu)造方法 __init__，對屬性 name 和 age 進(jìn)行設(shè)置
- 在第 4 行，在構(gòu)造方法中，增加類 Student 特有的屬性 grade
- 在第 6 行，定義方法 showGrade，打印屬性 grade
2.5 創(chuàng)建實(shí)例
teacher = Teacher('tom', 30, 5000)
teacher.introduce()
teacher.showSalary()
print()
student = Student('jerry', 10, 90)
student.introduce()
student.showGrade()
- 在第 1 行，創(chuàng)建實(shí)例 teacher
- 在第 2 行，調(diào)用父類方法 introduce
- 在第 3 行，調(diào)用自己特有的方法 showSalary
- 在第 5 行，創(chuàng)建實(shí)例 student
- 在第 6 行，調(diào)用父類方法 introduce
- 在第 7 行，調(diào)用自己特有的方法 showGrade
運(yùn)行程序，輸出如下結(jié)果
My name is tom
My age is 30
My salary is 5000
My name is jerry
My age is 10
My grade is 90
- 第 1 行到第 3 行，是 teacher 的輸出結(jié)果
- 第 5 行到第 7 行，是 student 的輸出結(jié)果
3. 多繼承
定義一個新的 class 的時候，可以從多個現(xiàn)有的 class 繼承，如果繼承多個父類，稱為多繼承。Python 中多繼承的語法如下：
class Father:
pass
class Mother:
pass
class Child(Father, Mother):
pass
- 在第 1 行，定義了父類 Father
- 在第 4 行，定義了父類 Mother
- 在第 7 行，定義了子類 Child，它繼承于兩個父類：Father 和 Mother
子類繼承所有父類的屬性和方法，從而實(shí)現(xiàn)代碼重用。
4. 多繼承的例子
4.1 概述
本節(jié)構(gòu)造 3 個類：Father、Mother 和 Child，Child 繼承于兩個類 Father 和 Mother，它繼承了這兩個類的屬性和方法，同時有自己特有的屬性和方法，如下圖所示：
4.2 編寫父類 Father
class Father:
def __init__(self, father_attr):
self.father_attr = father_attr
def father_method(self):
print('father_attr =', self.father_attr)
- 在第 3 行，定義類 Father 的屬性 father_attr
- 在第 5 行，定義類 Father 的方法 father_method
4.3 編寫父類 Mother
class Mother:
def __init__(self, mother_attr):
self.mother_attr = mother_attr
def mother_method(self):
print('mother_attr =', self.mother_attr)
- 在第 3 行，定義類 Mother 的屬性 mother_attr
- 在第 5 行，定義類 Mother 的方法 mother_method
4.4 編寫子類 Child
class Child(Father, Mother):
def __init__(self, father_attr, mother_attr, child_attr):
Father.__init__(self, father_attr)
Mother.__init__(self, mother_attr)
self.child_attr = child_attr
def child_method(self):
print('child_attr =', self.child_attr)
- 在第 1 行，定義類 Child，繼承于 Father 和 Mother
- 在第 3 行，調(diào)用父類 Father 的構(gòu)造方法
- 在第 4 行，調(diào)用父類 Mother 的構(gòu)造方法
- 在第 7 行，定義類 Child 的方法 child_method
4.5 創(chuàng)建實(shí)例
child = Child('Father', 'Mother', 'Child')
child.father_method()
child.mother_method()
child.child_method()
- 在第 1 行，創(chuàng)建實(shí)例 Child
- 在第 2 行，調(diào)用繼承于父類 Father 的方法 father_method
- 在第 3 行，調(diào)用繼承于父類 Mother 的方法 mother_method
- 在第 4 行，調(diào)用類自己的方法 child_method
程序輸出結(jié)果如下：
father_attr = Father
mother_attr = Mother
child_attr = Child
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