Python 中的 super 详解

Python 的 super 函数是一种很特殊和重要的方法，它允许派生类调用父类的方法、属性等，本文将详细讲解 super 函数的用法及其机制。

什么是 super 函数

super 函数是 Python 中的一个内置函数，它常用于在派生类中调用其基类的方法或属性。通过 super 函数，我们可以更加方便地实现派生类与基类之间的联系，同时避免了硬编码所带来的各种问题。

super 函数的用法

super 函数最常见的用法就是调用父类的方法，其调用方式可以有两种：

• 显式调用
• 隐式调用

显式调用

通过显式调用 super 函数，我们可以直接指定要调用的基类和方法。例如：

class Base:
    def __init__(self):
        self.name = 'Base'

    def show(self):
        print(f'I am {self.name}')

class Derived(Base):
    def __init__(self):
        super(Derived, self).__init__()
        self.name = 'Derived'

    def show(self):
        print(f'I am {self.name}')

        # 调用 Base 类的 show 方法
        super(Derived, self).show()

在上面的示例中，Derived 类继承自 Base 类，并重写了 show 方法。在 Derived 的 show 方法中，我们通过显式调用 super 函数来调用 Base 类的 show 方法，从而实现了在派生类中调用其基类的方法。

隐式调用

通过隐式调用 super 函数，Python 会自动查找当前类的 MRO（Method Resolution Order）列表，并调用第一个碰到的基类的方法。例如：

class A:
    def show(self):
        print('A')

class B(A):
    def show(self):
        print('B')
        super().show()

class C(A):
    def show(self):
        print('C')

class D(B, C):
    pass

d = D()
d.show()

在上面的示例中，D 类继承自 B 和 C 两个类。当我们调用 d.show() 方法时，Python 会自动去查找 D 的 MRO 列表，发现 B 是其第一个基类，在执行 B 的 show 方法时，又调用了 super().show()，此时 Python 会去查找 D 的 MRO 列表中的下一个基类 C，执行 C 的 show 方法。因此最终输出结果为：

B
C

super 函数的机制

super 函数实际上是通过 C 语言实现的（这就是为什么它如此高效）。

在 Python 中，每个类都有一个 MRO（Method Resolution Order）列表，它表示了 Python 在调用该类的方法时会按照顺序搜索的列表。MRO 列表主要是通过 C3 算法来计算的，其规则如下：

1. 如果 A 是 B 的父类，则 A 在 B 的前面；
2. 如果 A 和 B 是同一级别的类，且 A 在 B 前面出现在 MRO（这通常是在多重继承的情况下）；
3. 如果存在多个父类同时满足以上两个条件，则按照定义时的顺序加入 MRO。

例如，如果我们有一个如下所示的类继承关系：

class A: pass
class B(A): pass
class C(A): pass
class D(B, C): pass

其 MRO 列表将按照顺序排列为 [D, B, C, A]。

在 Python 2.x 版本中，我们需要手动指定调用的父类方法，例如 super(Derived, self)；而在 Python 3.x 中，我们可以不传入任何参数，例如 super()，Python 会自动查找当前类的子类并调用对应的方法。实际上，这有助于解决由于硬编码所带来的各种问题。

总结

super 函数是 Python 编程中一个非常重要的函数，它可以帮助我们在派生类中调用其基类的方法，并避免硬编码所带来的各种问题。通过显式调用或隐式调用 super 函数，我们可以更加方便地实现 Python 的多重继承机制。

例如，通过在派生类 Derived 中调用 super().__init__() 方法，我们可以方便地初始化其基类 Base 中的变量；而通过在多重继承时使用 super 函数，我们可以更好地控制派生类和基类中的方法的运行顺序，从而避免出现预料之外的错误。

示例说明

这里提供两个超级函数的示例说明，可以更好地理解 super 函数的用法和机制。

示例一

下面这个示例演示了在 Python 2.x 中使用 super 函数的方法，它可以解决菱形继承所带来的问题。在 Python 2.x 中，我们需要手动指定调用的父类方法，例如 super(Derived, self)：

class A(object):
    def __init__(self):
        print('A.__init__')

class B(A):
    pass

class C(A):
    def __init__(self):
        print('C.__init__')
        super(C, self).__init__()

class D(B, C):
    pass

d = D()

输出结果为：

C.__init__
A.__init__

在这个示例中，我们定义了四个类：A、B、C 和 D，其中 B 和 C 都继承自 A。在 C 类中，我们重写了 __init__ 方法，并在其中通过 super(C, self).__init__() 显式调用父类 A 的 __init__ 方法。当我们创建 D 的实例时，Python 会自动调用 D 中的 __init__ 方法，并通过 MRO 列表执行 C 中的 __init__ 方法，最终输出正确结果。

示例二

下面的示例演示了在多重继承情况下，通过使用 super 函数可以更好地控制基类的方法调用顺序。

class A:
    def show(self):
        print('A')

class B(A):
    def show(self):
        print('B')
        super().show()

class C(A):
    def show(self):
        print('C')
        super().show()

class D(B, C):
    pass

d = D()
d.show()

输出结果为：

B
C
A

在这个示例中，D 类继承自 B 和 C，并分别重写了 show 方法。在 B 和 C 的 show 方法中，我们都使用了 super() 来调用基类 A 的 show 方法。当我们创建 D 的实例并调用 show 方法时，Python 会按照 MRO 列表的顺序，从 D 开始先调用 B 的 show 方法，再调用 C 的 show 方法，最后调用基类 A 的 show 方法。因此，最终输出结果为 B C A。