Python物件導向編程（二）

1.繼承與派生

上文我們已經說過，Python中一切皆對象。我們從對象中抽取了共同特徵和技能，得到了類的概念。類與類之間也有共同特徵，我們可以從有共同特徵和技能的類中提取共同的技能和特徵，叫做父類。

比如老師和學生，都有名字，年紀，生日，性別等等，都會走，說話，吃飯。。。我們就可以從老師和學生中總結出來一個‘人’類，稱為父類，那老師和學生就是‘人’類的子類，子類繼承父類，就有了父類的特徵和方法。

繼承是一種什麼‘是’什麼的關係，繼承是一種產生新類的方法，當然目的也是為了減少代碼重用。

繼承的 基本形式是：

class People:    passclass Student(People):#People稱為基類或者父類    pass

在Python中支援多繼承，一個子類可以繼承多個父類

我們可以通過__bases__的方法查看繼承的所有父類，會返回一個元組。　

class People:    passclass Animals:    passclass Student(People,Animals):    passprint(Student.__bases__)#(<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animals'>)print(People.__bases__)#(<class 'object'>,)

可以看到，在People父類中，預設也繼承了一個object類，這就是新式類和經典類的區別：
凡是繼承了object類的類及其子類，都稱為新式類，沒有繼承object類的類，稱為經典類。

在Python 3中，預設就是新式類，而在Python2.X中，預設都是是經典類

繼承怎麼減少代碼呢？看例子

class People:    def __init__(self,name,age):        self.name=name        self.age=age    def walk(self):        print('%s is walkig'%self.name)class Teacher(People):    def __init__(self,name,age,level):        People.__init__(self,name,age)        self.level=levelt1=Teacher('zhang',18,10)print(t1.level) #10print(t1.name)  #zhang          子類可以用父類定義的屬性t1.walk()   #zhang is walking   子類無需定義就可以用父類的方法print(issubclass(Teacher,People))   #True查看Teacher類是不是People類的子類

從上面的例子中可以看到,Teacher類繼承了父類People類，但是Teacher又有自己特有的屬性level，子類也可以定義自己專屬的方法，甚至可以和父類的方法重名，但是執行時會以子類定義的為準。

這就叫做派生

2.組合

繼承是解決什麼‘是’什麼的問題，那還有一種情境就是什麼有什麼，比如老師有生日，學生也有生日，生日有年月日這些屬性，如果每個類都寫的話，又是重複代碼。但是又不能讓學生和老師繼承生日類。這時就用到了組合。組合就是解決什麼‘有’什麼的問題。看例子

class Date:    def __init__(self,year,mon,day):        self.year=year        self.mon=mon        self.day=day    def tell_birth(self):        print('出生於%s年%s月%s日'%(self.year,self.mon,self.day))class Teacher:    def __init__(self,name,age,year,mon,day):        self.name=name        self.age=age        self.birth=Date(year,mon,day)t=Teacher('egon',19,2010,10,10)print(t.birth)          #<__main__.Date object at 0x0000017E559380F0>t.birth.tell_birth()    #出生於2010年10月10日

什嗎？嫌參數太多？*args學過吧，你高興就好

 1 class Date: 2     def __init__(self,year,mon,day): 3         self.year=year 4         self.mon=mon 5         self.day=day 6     def tell_birth(self): 7         print('出生於%s年%s月%s日'%(self.year,self.mon,self.day)) 8  9 class Teacher:10     def __init__(self,name,age,*args):11         self.name=name12         self.age=age13         self.birth=Date(*args)14 t=Teacher('egon',19,2010,10,10)15 print(t.birth)          #<__main__.Date object at 0x0000017E559380F0>16 t.birth.tell_birth()    #出生於2010年10月10日

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3.抽象類別與介面

繼承有兩種用途：1.代碼重用，子類繼承父類的方法

　　　　　　　　2.聲明某個子類相容於某父類，定義一個介面類Interface，介面類中定義了一些介面名（就是函數名）且並未實現介面的功能，子類繼承介面類，並且實現介面中的功能

需要注意的是，Python中並沒有介面的關鍵字，我們只能是模仿介面的功能
比如在 Python中，一切皆檔案嘛，那程式是檔案，硬體是檔案，文字文件也是檔案，我們知道什麼叫檔案呢，就是能讀能寫，那程式，文字文件這些，都應該有讀和寫的功能，我們來類比一下

class Interface:    def read(self):        pass    def write(self):        pass        class Txt(Interface):    def read(self):        print('文字文件的讀取方式')    def write(self):        print('文字文件的寫入方式')        class Sata(Interface):    def read(self):        print('硬碟檔案的讀取方式')    def write(self):        print('硬碟檔案的寫入方式')class process(Interface):    def read(self):        print('進程資料的讀取方式')    def write(self):        print('進程資料的寫入方式')

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這麼做的意義就是：我們不需要知道子類有什麼具體的方法，既然他們繼承了檔案類，那他們就是檔案，那他們就有讀和寫這兩個功能

父類限制了子類子類必須有read和write這兩個方法，而且名字也必須一樣（當然現在只是我們主觀上的限制，一會我們說完抽象類別，就可以從代碼層級上限制了），這樣就實現了統一，類比了介面的概念，這就是歸一化設計。在歸一化設計中，只要是基於一個介面設計的類，那麼所有的這些類執行個體化出來的對象，在用法上是一樣的

我們再來說一下抽象類別：

Python中的抽象類別需要匯入一個模組來實現。抽象類別只能被繼承，不能被實現

抽象類別的寫法：

import abcclass File(metaclass=abc.ABCMeta):    @abc.abstractmethod    def read(self):        pass    @abc.abstractmethod    def write(self):        pass#父類使用了抽象類別，那子類就必須繼承父類的方法，而且名字也必須一樣#這樣就實現了代碼層級的限制class Txt(File):    def read(self):        print('文字文件的讀取方式')    def write(self):        print('文字文件的寫入方式')

 

4.繼承的實現原理

1）繼承順序：

python支援多繼承，當一個類繼承多個父類時，繼承順序是怎樣的呢？這個順序在新式類和經典類中是不一樣的。

在新式類中，繼承順序是廣度優先，在經典類中是深度優先，舉個栗子：

圖不重要，看內容
在這個圖中，H是子類，H繼承E,F,G，E,F,G，又分別繼承B,C,D，B,C,D，同時繼承A

在新式類中的順序是：H E B F C G D A 

在經典類中的順序是：H E B A F C G D

2）繼承原理：

當我們定義一個類後，Python就會根據上面的繼承規律解析出一個繼承順序的列表（MRO列表），可以通過mro()查看，但是這個方法只有在新式類中才有，經典類沒有

mro