python多继承(钻石继承)问题和解决方法简单示例

Python多继承问题和解决方法简单示例

什么是多继承

在面向对象编程中，多继承是指一个类可以从多个父类继承属性和方法的过程。Python是一门支持多继承的语言。

什么是钻石继承

钻石继承是多继承中的一种经典问题，也称为菱形继承。这种继承关系如同一个钻石，有一个父类，两个子类，但父类在两个子类中又被重复继承，呈现出了钻石的形状。

以以下代码为例：

class A:
    def __init__(self):
        print("A")
        super().__init__()

class B(A):
    def __init__(self):
        print("B")
        super().__init__()

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

class D(B, C):
    def __init__(self):
        print("D")
        super().__init__()

d = D()

执行该程序会输出如下结果：

D
B
C
A

在上述代码中，D类同时继承了B和C类，并且B和C类都继承了A类。因此在D类的构造函数中，调用super().init()时，会先执行B类的构造函数，然后执行C类的构造函数，再执行A类的构造函数，最后才回到D类的构造函数。

钻石继承的解决方法

钻石继承最常见的解决方法是使用super()函数来调用父类的构造函数，而不是直接调用父类的构造函数。这样可以避免重复调用父类的构造函数，从而避免钻石继承带来的问题。

class A:
    def __init__(self):
        print("A")
        super().__init__()

class B(A):
    def __init__(self):
        print("B")
        super().__init__()

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

class D(B, C):
    def __init__(self):
        print("D")
        super().__init__()

d = D()

执行该程序会输出如下结果：

D
B
C
A

在上述代码中，super()函数会按照“C3”算法来解决钻石继承带来的问题。具体来说，“C3”算法是MRO（Method Resolution Order，方法解析顺序）算法的一种。MRO是Python用来确定在多继承情况下，调用父类方法的顺序。

示例1：调用指定父类的方法

假设在钻石继承中，我们需要调用指定父类的方法，而不是直接调用super()。可以通过在super()函数中指定父类的名称来实现。

class A:
    def speak(self):
        print("I am A")

class B(A):
    def speak(self):
        print("I am B")
        super(B, self).speak()

class C(A):
    def speak(self):
        print("I am C")
        super(C, self).speak()

class D(B, C):
    def speak(self):
        print("I am D")
        super(D, self).speak()

d = D()
d.speak()

执行程序会输出如下结果：

I am D
I am B
I am C
I am A

在这个示例中，我们通过在super()函数中指定父类名称，来调用指定父类的方法，从而实现了我们的需求。

示例2：多继承中使用抽象基类

抽象基类是Python中的一个特殊类，不能被实例化，只能作为其他类的基类。在多继承中，抽象基类可以避免冲突和提高代码的可读性。可以通过继承abc.ABC来创建一个抽象基类。

import abc

class A(abc.ABC):
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass

class B(A):
    def speak(self):
        print("I am B")

class C(A):
    def speak(self):
        print("I am C")

class D(B, C):
    pass

d = D()
d.speak()

在这个示例中，类D继承了B和C类，B和C类同时继承了抽象基类A。由于A是一个抽象基类，所以不能被直接实例化。然而，在类B和C中，我们都实现了A中定义的抽象方法speak。因此，类D自动继承了A类，并且可以调用A类中的抽象方法speak。