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    浅谈Python类的单继承相关知识

    作者:Amae 时间:2021-06-07 18:26

    上文我们总结过了Python多继承的相关知识,没看过的小伙伴们也可以去看看,今天给大家介绍Python类的单继承相关知识。

    一、类的继承

    面向对象三要素之一,继承Inheritance

    人类和猫类都继承自动物类。

    个体继承自父母,继承了父母的一部分特征,但也可以有自己的个性。

    在面向对象的世界中,从父类继承,就可以直接拥有父类的属性和方法,这样就可以减少代码、多服用。子类可以定义自己的属性和方法

    class Animal:
     
        def __init__(self,name):
            self._name = name
     
        def shout(self):
            print("{}  shouts".format(self.__class__.__name__))
        @property
        def name(self):
            return self._name
     
     
    class Cat(Animal):
        pass
     
     
    class Dog(Animal):
        pass
     
    a = Animal("monster")
    a.shout()           #   Animal  shouts
     
     
    cat = Cat("garfield")
    cat.shout()         #   Cat  shouts
    print(cat.name)     #   garfield
     
     
    dog = Dog("ahuang")
    dog.shout()         #   Dog  shouts
    print(dog.name)     #   ahuang
    

    上例中我们可以看出,通过继承、猫类、狗类不用写代码,直接继承了父类的属性和方法

    继承:

    • class Cat(Animal)这种形式就是从父类继承,括号中写上继承的类的列表。
    • 继承可以让子类重父类获取特征(属性、方法)

    父类:

    • Animal就是Cat的父类,也称为基类、超类

    子类:

    • Cat 就是Animal的子类,也成为派生类  

    二、继承的定义、查看继承的特殊属性和方法

    格式

    class 子类 (基类1[,基类2,……]):
        语句块

    如果类定义时,没有基类列表,等同于继承自【object】。在Python3中,【object】类是所有对象基类

    查看继承的特殊属性和方法

    特殊属性  含义 示例
    __base__  类的基类 
    __bases__  类的基类元组 
    __mro__  显示方法查找顺序,基类的元组 
    mro()  同上  int.mro()
    __subclasses__()  类的子类列表  int.__subclasses__()

    三、继承中的访问控制

    class Animal:
        __COUNT = 100
        HEIGHT = 0
     
        def __init__(self,age,weight,height):
            self.__COUNT += 1
            self.age = age
            self.__weight = weight
            self.HEIGHT = height
     
        def eat(self):
            print("{}  eat".format(self.__class__.__name__))
     
        def __getweight(self):
            print(self.__weight)
     
        @classmethod
        def showcount1(cls):
            print(cls.__COUNT)
     
        @classmethod
        def __showcount2(cls):
            print(cls.__COUNT)
     
        def showcount3(self):
            print(self.__COUNT)
     
    class Cat(Animal):
        NAME = "CAT"
        __COUNT = 200
     
    #a = Cat()              #   TypeError: __init__() missing 3 required positional arguments: 'age', 'weight', and 'height'
    a = Cat(30,50,15)
    a.eat()                 #   Cat  eat
    print(a.HEIGHT)         #   15
    #print(a.__COUNT)        #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__COUNT'
    #print(a.__showcount2)   #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__showcount2'
    #print(a.__getweight)    #   AttributeError: 'Cat' object has no attribute '__getweight'
    a.showcount3()   #   101
    a.showcount1()   #  100
    print(a.NAME)    #    CAT
     
    print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', '_Animal__COUNT': 100, 'HEIGHT': 0, '__init__': <function Animal.__init__ at 0x020DC228>, 'eat': <function Animal.eat at 0x020DC468>, '_Animal__getweight': <function Animal.__getweight at 0x02126150>, 'showcount1': <classmethod object at 0x020E1BD0>, '_Animal__showcount2': <classmethod object at 0x020E1890>, 'showcount3': <function Animal.showcount3 at 0x021264F8>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}
    print(Cat.__dict__)     #   {'__module__': '__main__', 'NAME': 'CAT', '_Cat__COUNT': 200, '__doc__': None}
    print(a.__dict__)       #   {'_Animal__COUNT': 101, 'age': 30, '_Animal__weight': 50, 'HEIGHT': 15}
    

    从父类继承、自己没有的,就可以到父类中找

    私有的都是不可访问的,但是本质上依然是改了名称放在这个属性所在的类的了【__dict__】中,知道这个新民成就可以了直接找到这个隐藏的变量,这是个黑魔法慎用

    总结

    • 继承时,共有的,子类和实例都可以随意访问;私有成员被隐藏,子类和实例不可直接访问,当私有变量所在类内方法中可以访问这个私有变量
    • Python通过自己一套实现,实现和其他语言一样的面向对象的继承机制

    属性查找顺序:实例的【__dict__】------类的【__dict__】-----父类【__dict__】

    如果搜索这些地方后没有找到异常,先找到就立即返回

    四、方法的重写、覆盖override

    class Animal:
     
        def shout(self):
            print("Animal shouts")
     
    class Cat(Animal):
     
        def shout(self):
            print("miao")
     
    a = Animal()
    a.shout()       #   Animal shouts
    b  = Cat()
    b.shout()       #   miao
     
    print(a.__dict__)       #   {}
    print(b.__dict__)       #   {}
    print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Animal.shout at 0x017BC228>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}
    
    

    Cat类中shout为什么没有打印Animal中shout的方法,方法被覆盖了?

    • 这是因为,属性查找顺序:实例的【__dict__】------类的【__dict__】-----父类【__dict__】

    那子类如何打印父类的同命的方法

    • super()可以访问到父类的属性
    class Animal:
     
        def shout(self):
            print("Animal shouts")
     
    class Cat(Animal):
     
        def shout(self):
            print("miao")
     
        def shout(self):
            print("super():   " , super())
            print(super(Cat, self))
            super().shout()
            super(Cat,self).shout()   # 等价于super().shout()
            self.__class__.__base__.shout(self)  #不推荐使用
     
    a = Animal()
    a.shout()       #   Animal shouts
    b  = Cat()
    b.shout()       #   super():    <super: <class 'Cat'>, <Cat object>>
                    #   <super: <class 'Cat'>, <Cat object>>
                    #   Animal shouts
                    #   Animal shouts
                    #   Animal shouts
    print(a.__dict__)       #   {}
    print(b.__dict__)       #   {}
    print(Animal.__dict__)  #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Animal.shout at 0x019AC228>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}
    print(Cat.__dict__)     #   {'__module__': '__main__', 'shout': <function Cat.shout at 0x019F6150>, '__doc__': None}
     
    
    

    super(Cat,self).shout()的作用相当于

    • 调用,当前b的实例中找cat类基类中,shout的方法

    那对于类方法和静态方法是否也同样适用尼?

    class Animal:
        @classmethod
        def class_method(cls):
            print("class_method")
     
        @staticmethod
        def static_method():
            print("static_methond_animal")
     
    class Cat(Animal):
        @classmethod
        def class_method(cls):
            super().class_method()  #   class_method
            print("class_method_cat")
     
        @staticmethod
        def static_method(cls,self):
            super(Cat,self).static_method()
            print("static_method_cat")
     
    b = Cat()
    b.class_method()    #   class_method
                        #   class_method_cat
    b.static_method(Cat,b)
                        #   static_methond_animal
                        #   static_method_cat
    

    这些方法都可以覆盖,原理都一样,属性字典的搜索顺序

    五、继承中的初始化

    看以下一段代码,有没有问题

    class A:
        def __init__(self,a):
            self.a = a
     
    class B(A):
        def __init__(self,b,c):
            self.b = b
            self.c = c
     
        def printv(self):
            print(self.b)
            print(self.a)
     
    a = B(100,300)
    print(a.__dict__)       #   {'b': 100, 'c': 300}
    print(a.__class__.__bases__)    #   (<class '__main__.A'>,)
    a.printv()      #   100
                    #   AttributeError: 'B' object has no attribute 'a'
    

    上例代码

    • 如果B类定义时声明继承自类A,则在B类中__bases__中是可以看到类A
    • 这和是否调用类A的构造方法是两回事
    • 如果B中调用了A的构造方法,就可以拥有父类的属性了,如果理解这一句话?
    class A:
        def __init__(self,a):
            self.a = a
     
    class B(A):
        def __init__(self,b,c):
            super().__init__(b+c)
            # A.__init__(self,b+c)
            self.b = b
            self.c = c
     
        def printv(self):
            print(self.b)
            print(self.a)
     
    a = B(100,300)
    print(a.__dict__)       #   {'a': 400, 'b': 100, 'c': 300}
    print(a.__class__.__bases__)    #   (<class '__main__.A'>,)
    a.printv()      #   100
                    #   400
    

    作为好的习惯,如果父类定义了__init__方法,你就改在子类__init__中调用它【建议适用super()方法调用】

    那子类什么时候自动调用父类的【__init__】方法?

    例子一:【B实例的初始化会自动调用基类A的__init__方法】

    class A:
        def __init__(self):
            self.a1 = "a1"
            self.__a2 = "a2"
            print("A init")
     
    class B(A):
        pass
     
    b = B()     #   A init
    print(b.__dict__)   #   {'a1': 'a1', '_A__a2': 'a2'}
    

    例子二:【B实例的初始化__init__方法不会自动调用父类的初始化__init__方法,需要手动调用】

    class A:
        def __init__(self):
            self.a1 = "a1"
            self.__a2 = "a2"
            print("A init")
     
    class B(A):
        def __init__(self):
            self.b1 = "b1"
            self.__b2 = "b2"
            print("b init")
            #A.__init__(self)
     
    b = B()     #   b init
    print(b.__dict__)   #   {'b1': 'b1', '_B__b2': 'b2'}
    

    那如何正确实例化?

    • 注意,调用父类的__init__方法,出现在不同的位置,可能导致出现不同的结果
    class Animal:
        def __init__(self,age):
            print("Animal init")
            self.age = age
     
        def show(self):
            print(self.age)
     
    class Cat(Animal):
        def __init__(self,age,weight):
            #调用父类的__init__方法的顺序 决定show方法的结果
            super(Cat, self).__init__(age)
            print("Cat init")
            self.age = age + 1
            self.weight = weight
     
    a = Cat(10,5)
    a.show()        #   Animal init
                    #   Cat init
                    #   11
    

    怎么直接将上例中所有的实例属性改变为私有属性?

    • 解决办法,一个原则,自己的私有属性,就该自己的方法读取和修改,不要借助其他类的方法,即父类或者派生类
    class Animal:
        def __init__(self,age):
            print("Animal init")
            self.__age = age
     
        def show(self):
            print(self.__age)
     
    class Cat(Animal):
        def __init__(self,age,weight):
            #调用父类的__init__方法的顺序 决定show方法的结果
            super(Cat, self).__init__(age)
            print("Cat init")
            self.__age = age + 1
            self.__weight = weight
     
        def show(self):
            print(self.__age)
     
    a = Cat(10,5)
    a.show()        #   Animal init
                    #   Cat init
                    #   11
    print(a.__dict__)   #   {'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__weight': 5}
    
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