淺析Python中的多重繼承

繼承是物件導向編程的一個重要的方式，因為通過繼承，子類就可以擴充父類的功能。

回憶一下Animal類層次的設計，假設我們要實現以下4種動物：

1. Dog - 狗狗；
2. Bat - 蝙蝠；
3. Parrot - 鸚鵡；
4. Ostrich - 鴕鳥。

如果按照哺乳動物和鳥類歸類，我們可以設計出這樣的類的層次：

但是如果按照“能跑”和“能飛”來歸類，我們就應該設計出這樣的類的層次：

如果要把上面的兩種分類都包含進來，我們就得設計更多的層次：

• 哺乳類：能跑的哺乳類，能飛的哺乳類；
• 鳥類：能跑的鳥類，能飛的鳥類。

這麼一來，類的層次就複雜了：

如果要再增加“寵物類”和“非寵物類”，這麼搞下去，類的數量會呈指數增長，很明顯這樣設計是不行的。

正確的做法是採用多重繼承。首先，主要的類層次仍按照哺乳類和鳥類設計：

class Animal(object):  pass# 大類:class Mammal(Animal):  passclass Bird(Animal):  pass# 各種動物:class Dog(Mammal):  passclass Bat(Mammal):  passclass Parrot(Bird):  passclass Ostrich(Bird):  pass

現在，我們要給動物再加上Runnable和Flyable的功能，只需要先定義好Runnable和Flyable的類：

class Runnable(object):  def run(self):    print('Running...')class Flyable(object):  def fly(self):    print('Flying...')

對於需要Runnable功能的動物，就多繼承一個Runnable，例如Dog：

class Dog(Mammal, Runnable):  pass

對於需要Flyable功能的動物，就多繼承一個Flyable，例如Bat：

class Bat(Mammal, Flyable):  pass

通過多重繼承，一個子類就可以同時獲得多個父類的所有功能。
Mixin

在設計類的繼承關係時，通常，主線都是單一繼承下來的，例如，Ostrich繼承自Bird。但是，如果需要“混入”額外的功能，通過多重繼承就可以實現，比如，讓Ostrich除了繼承自Bird外，再同時繼承Runnable。這種設計通常稱之為Mixin。

為了更好地看出繼承關係，我們把Runnable和Flyable改為RunnableMixin和FlyableMixin。類似的，你還可以定義出肉食動物CarnivorousMixin和植食動物HerbivoresMixin，讓某個動物同時擁有好幾個Mixin：

class Dog(Mammal, RunnableMixin, CarnivorousMixin):  pass

Mixin的目的就是給一個類增加多個功能，這樣，在設計類的時候，我們優先考慮通過多重繼承來組合多個Mixin的功能，而不是設計多層次的複雜的繼承關係。

Python內建的很多庫也使用了Mixin。舉個例子，Python內建了TCPServer和UDPServer這兩類網路服務，而要同時服務多個使用者就必須使用多進程或多執行緒模式，這兩種模型由ForkingMixin和ThreadingMixin提供。通過組合，我們就可以創造出合適的服務來。

比如，編寫一個多進程模式的TCP服務，定義如下：

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin):  pass

編寫一個多線程模式的UDP服務，定義如下：

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):  pass

如果你打算搞一個更先進的協程模型，可以編寫一個CoroutineMixin：

class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixin):  pass

這樣一來，我們不需要複雜而龐大的繼承鏈，只要選擇組合不同的類的功能，就可以快速構造出所需的子類。
小結

由於Python允許使用多重繼承，因此，Mixin就是一種常見的設計。

只允許單一繼承的語言（如Java）不能使用Mixin的設計。

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