Python-面向对象之多继承

多继承

一个类继承自多个类就是多继承，它将具有多个类的属性型和方法。

 

多继承的弊端

多继承 很好的模拟了世界，因为事物是单一继承，但是舍弃简单，必然引起复杂性，带来了冲突。

如同一个孩子继承了父母双方的特性，那么到底是眼睛更像父亲还是母亲呢？孩子究竟像谁多一点呢？

多继承的实现会导致设计的复杂度增加，所以有些高级编程语言直接舍去了多继承。

C++支持多继承，Java舍弃了多继承。

多继承可能带来二义性，例如，猫和狗都是继承自动物类，现在如果一个类多继承了猫和狗类，猫和狗都有shout方法，子类究竟继承谁的shout呢？

解决方案：

实现多继承的语言，要解决二义性，深度优先和广度优先。

 

Python多继承实现

class ClassName(基类1，基类2[,......])
    语句块

 

 左图是多继承（菱形继承），右图是单一继承。

多继承带来路径选择问题，究竟继承哪个父类的特征呢？ 

Python使用了MRO(method resolution order 方法解析顺序)解决基类的搜索顺序问题。

 

 

多继承的缺点

当类很多且继承复杂的情况下，继承路径太多，很难说清楚什么样的继承路径，Python语法是允许多继承，但Python代码是解释器执行，只有执行到的时候才知道发现错误，团队协作开发，如果引入多继承，那代码很可能失控。

不管编程语言是否支持多继承，都应该避免多继承，Python的面向对象，我们看到了太灵活了，太开放了，所以需要团队守规矩。

 

MIXIN

类有一下继承关系

 

 文档Document类是其他所有文档类的抽象基类，Word，PDF类是Document的子类。 

需求：为Document子类提供打印功能

使用单继承实现

class Document:
    def __init__(self,content):
        self.content = content

class Word(Document):
    pass

class Pdf(Document):
    pass

class PrintWord(Word):
    def __init__(self,content):
        self.content = content

    def print(self):
        print(self.content)

pw = PrintWord("test print word")
pw.print()

print(PrintWord.__dict__.items())
print(PrintWord.mro())

#输出
test print word
dict_items([('__module__', '__main__'), ('__init__', <function PrintWord.__init__ at 0x000002203B81F048>), ('print', <function PrintWord.print at 0x000002203B81F0D0>), ('__doc__', None)])
[<class '__main__.PrintWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>,<class 'object'>]

上诉方法看似不错，如果需要还要提供其他的能力，如何继承？ 

例如，如果该类用于网络传输，还应该具备序列化的能力，在类上就应该实现序列化。

可序列化还可能分为使用pickle、json、messagepack等。

这个时候发现，为了增加一种能力，就需要增加一次继承，类可能太多了，继承的方式不是很好。

可提供的功能太多，A类需要某几种功能，B类需要某几种功能，他们需要的是多个功能的自由组合，继承实现很繁琐。 

 

使用装饰器实现

用一个装饰器增强一个类，把功能给类加上去，哪个类需要就给哪个类添加，装饰它。

def printable(cls):
    def _print(self):
        print(self.content,'装饰器')
    cls.print = _print
    return cls

class Document:
    def __init__(self,content):
        self.content = content

@printable
class Word(Document):
    pass
@printable
class Pdf(Document):
    pass

class PrintWord(Word):
    pass

class PrintPdf(Pdf):
    pass


pw = PrintWord("test print word")
pw.print()

print(PrintWord.__dict__.items())
print(PrintWord.mro())

pd = PrintPdf("print Pdf")
pd.print()

print(PrintPdf.__dict__.items())
print(PrintWord.mro())


test print word 装饰器
dict_items([('__module__', '__main__'), ('__doc__', None)])
[<class '__main__.PrintWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
print Pdf 装饰器
dict_items([('__module__', '__main__'), ('__doc__', None)])
[<class '__main__.PrintWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

 

优点：

简单方便，在需要的地方动态增加，直接使用装饰器。

可以为类灵活的增加功能。

 

Mixin

class Document:
    def __init__(self,content):
        self.content = content

class Word(Document):   pass
class Pdf(Document):    pass

class PrintableMixin:
    def print(self):
        print(self.content,'Mixin')

class PrintableWord(PrintableMixin,Word):   pass

print(PrintableWord.mro())
print(PrintableWord.__dict__)
pw = PrintableWord("test word print")
pw.print()

def Printable(cls):
    def _print(self):
        print(self.content,'装饰器')
    cls.print = _print
    return cls

@Printable
class PrintPdf(Pdf):    pass


pd = PrintPdf("test pdf print")
pd.print()
print(PrintPdf.mro())
print(PrintPdf.__dict__)


#输出
[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
test word print Mixin
test pdf print 装饰器
[<class '__main__.PrintPdf'>, <class '__main__.Pdf'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
{'__module__': '__main__', '__doc__': None, 'print': <function Printable.<locals>._print at 0x0000012A825300D0>}

 Mixin就是其他类混合进来，同时带来了类的属性和方法。

这里看来Mixin类和装饰器效果一样，也没有什么特别的地方，但是Mixin是类，就可以继承。

class Document:
    def __init__(self,content):
        self.content = content

class Word(Document):   pass
class Pdf(Document):    pass

class PrintableMixin:
    def print(self):
        print(self.content,'Mixin')

class PrintableWord(PrintableMixin,Word):   pass

print(PrintableWord.mro())
print(PrintableWord.__dict__)
pw = PrintableWord("test word print")
pw.print()

class SuperPrintableMixin(PrintableMixin):
    def print(self):
        print("~" * 30)
        super().print()
        print("~" * 30)
class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin,Pdf):
    pass

supper = SuperPrintablePdf("supper print pdf")
supper.print()


#输出
[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}
test word print Mixin
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
supper print pdf Mixin
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

Mixin类

Mixin本质上是多继承实现的，Mixin体现是一种组合的设计模型。

在面向对象的设计中，一个复杂的类，往往需要很多功能，而这些功能有来自不同的类提供，这就需要很多类组合在一起，

从设计的模式来讲，多组合，少继承。

 

Mixin类的使用原则

　　Mixin类中不应该显式的出现__init__初始化方法

　　Mixin类通常补鞥呢独立工作，因为它是准备混入别的类中的部分功能实现

　　Mixin类的祖先类也应该是Mixin类

　　使用Mixin类通常在继承列表中的第一个位置