一文講解python中的繼承沖突及繼承順序
簡單的菱形繼承
設(shè)計類如下

設(shè)計代碼:
class Animal(object):
def __init__(self, age: int = None, gender: int = None) -> None:
print("Call the constructor of Animal.")
self.m_age = age
self.m_gender = gender
self.m_name = "Animal"
print("Ends the call to Animal's constructer.")
pass
def eat(self):
print("Animal is eating")
def sleep(self):
print("Animal is sleeping")
class Tiger(Animal):
def __init__(self, age: int = None, gender: int = None) -> None:
print("Call the constructor of Tiger.")
self.m_name = "Tiger"
super().__init__(age, gender)
print("Ends the call to Tiger's constructer.")
def eat(self):
print("Tiger is eating")
pass
class Lion(Animal):
def __init__(self, age: int = None, gender: int = None) -> None:
print("Call the constructor of Lion.")
self.m_name = "Lion"
super().__init__(age, gender)
print("Ends the call to Lion's constructer.")
def eat(self):
print("Lion is eating")
def sleep(self):
print("Lion is sleeping")
pass
class Liger(Tiger, Lion):
def __init__(self, age: int = None, gender: int = None) -> None:
super().__init__(age, gender)
pass
if __name__ == '__main__':
liger = Liger(8, 1) #實(shí)例化一個`Liger`
print(Liger.__mro__)
print(liger.m_name)
liger.eat()
liger.sleep()
運(yùn)行輸出為:
Call the constructor of Tiger.
Call the constructor of Lion.
Call the constructor of Animal.
Ends the call to Animal's constructer.
Ends the call to Lion's constructer.
Ends the call to Tiger's constructer.
(<class '__main__.Liger'>, <class '__main__.Tiger'>, <class '__main__.Lion'>, <class '__main__.Animal'>, <class 'object'>)
Animal
Tiger is eating
Lion is sleeping
- 繼承順序:通過構(gòu)造函數(shù)的打印順序和
Liger的mro(顯示繼承順序)可以看到,繼承順序?yàn)?code>Liger -> Tiger -> Lion -> Animal。多繼承時,繼承順序一般為從左到右,從下到上。 - 同名變量:
Animal,Tiger,Lion的初始化函數(shù)中都初始化了m_name變量,卻并沒有同C++中的繼承沖突一樣出現(xiàn)多份m_name的拷貝,而是只對Liger的實(shí)例liger進(jìn)行動態(tài)地修改同一塊內(nèi)存地址,由于Animal的初始化函數(shù)最后被調(diào)用,所以m_name賦值為Animal。 - 同名函數(shù):
- 對于
Liger的兩父類Tiger,Lion和其祖先Animal都定義過的函數(shù)eat,Liger類總是選擇最左父類的同名函數(shù),所以調(diào)用Liger.eat()得到的是Tiger.eat()。 - 而如果并不是所有父類都定義過的函數(shù),子類在類型樹上從左到右尋找第一個定義過該函數(shù)的父類。例如
Liger.sleep(),Tiger中并未定義sleep(),所以找到了后面的Lion.sleep()。
- 對于
小結(jié):對于簡單的菱形繼承,可以大致認(rèn)為其是在類型樹上按照"從左到右,從上到下"的廣度優(yōu)先遍歷順序查找成員的。
復(fù)雜的菱形繼承
對于復(fù)雜的菱形繼承,有時候按照上面的廣度優(yōu)先遍歷類型樹得到的繼承順序并不正確。例如:

這時如果使用廣度優(yōu)先遍歷得到的繼承順序?yàn)椋?code>M A B Z X Y object。
運(yùn)行如下Python代碼得到的繼承順序?yàn)椋?/p>
class X(object):
pass
class Y(object):
pass
class Z(object):
pass
class A(X, Y):
pass
class B(Y, Z):
pass
class M(A, B, Z):
pass
print(M.mro())
# [<class '__main__.M'>,
<class '__main__.A'>,
<class '__main__.X'>,
<class '__main__.B'>,
<class '__main__.Y'>,
<class '__main__.Z'>,
<class 'object'>]
繼承順序?yàn)?code>M A X B Y Z object。
查閱資料得知,這是因?yàn)樵?code>Python2.3以后的版本,類的繼承順序求法采用了C3算法,以保證繼承的單調(diào)性原則。(子類不能改變基類的MRO搜索順序)
MRO C3 算法
算法原理
C3(C3 linearization)算法實(shí)現(xiàn)保證了三種重要特性:
- 繼承拓?fù)鋱D的一致性。
- 局部優(yōu)先原則。
- 單調(diào)性原則。
在C3算法中,把L[C]定義為類C的的linearization值(也就是MRO里的繼承順序,后面簡稱L值),計算邏輯如下:
L[C] = C + merge of linearization of parents of C and list of parents of C in the order they are inherited from left to right.
即L[C]是所有父類的L值的merge。
運(yùn)算規(guī)則為:

其中 C 多繼承父類 B 1 . . B N
merge的運(yùn)算方法如下:
- 對于
merge的參數(shù)列表,從左到右檢查每個參數(shù)的第一個元素,記為H。 - 如果
H不出現(xiàn)在其它參數(shù)中,或者出現(xiàn)在某個參數(shù)中且是該參數(shù)第一個元素(頭),則從所有列表中刪去H并添加到C的后面形成C1。(即H不被C的所有父類繼承,以保證L值的單調(diào)性)
重復(fù)上述步驟直至列表為空或者不能找出可以輸出的元素。
算法例子
拿上面的繼承來舉例:

從上至下一次計算object,X,Y,Z,A,B,M的繼承順序:
L[object] = O(object)。
L[X] = X + merge(L[object]) = X + O = XO,同理L[Y] = YO,L[Z] = ZO。
L[A] = A+merge(L[X],L[Y],XY)
= A + merge(XO,YO,XY)
= AX + merge(O,YO,Y)
= AXY + merge(O,O)
= AXYO
L[B] = B + merge(L[Y],L[Z],YZ)
= B + merge(YO,ZO,YZ)
= BY + merge(O,ZO,Z)
= BYZ + merge(O,O)
= BYZO
然后是M的繼承順序計算:
L[M] = M + merge(L[A],L[B],L[Z],ABZ)
= M + merge(AXYO,BYZO,ZO,ABZ)
= MA + merge(XYO,BYZO,ZO,BZ)
= MAX + merge(YO,BYZO,ZO,BZ) #第一個參數(shù)中Y被第二個參數(shù)中的Z繼承,所以檢查第二個參數(shù)的第一個元素即 B
= MAXB + merge(YO,YZO,ZO,Z)
= MAXBY + merge(O,ZO,ZO,Z) #同樣,O被Z繼承
= MAXBYZ + merge(O,O,O)
= MAXBYZO
得到類M的最終繼承順序MAXBYZO。
算法實(shí)現(xiàn)
下面是其它資料中找到的Wiki百科上對該算法的Python版本實(shí)現(xiàn):
def c3MRO(cls):
if cls is object:
# 討論假設(shè)頂層基類為object,遞歸終止
return [object]
# 構(gòu)造C3-MRO算法的總式,遞歸開始
mergeList = [c3MRO(baseCls) for baseCls in cls.__bases__]
mergeList.append(list(cls.__bases__))
mro = [cls] + merge(mergeList)
return mro
def merge(inLists):
if not inLists:
# 若合并的內(nèi)容為空,返回空list
# 配合下文的排除空list操作,遞歸終止
return []
# 遍歷要合并的mro
for mroList in inLists:
# 取head
head = mroList[0]
# 遍歷要合并的mro(與外一層相同),檢查尾中是否有head
### 此處也遍歷了被取head的mro,嚴(yán)格地來說不符合標(biāo)準(zhǔn)算法實(shí)現(xiàn)
### 但按照多繼承中地基礎(chǔ)規(guī)則(一個類只能被繼承一次),
### head不可能在自己地尾中,無影響,若標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn),反而增加開銷
for cmpList in inLists[inLists.index(mroList) + 1:]:
if head in cmpList[1:]:
break
else:
# 篩選出好head
nextList = []
for mergeItem in inLists:
if head in mergeItem:
mergeItem.remove(head)
if mergeItem:
# 排除空list
nextList.append(mergeItem)
# 遞歸開始
return [head] + merge(nextList)
else:
# 無好head,引發(fā)類型錯誤
raise TypeError
測試:
class A(object):pass class B(object):pass class C(object):pass class E(A,B):pass class F(B,C):pass class G(E,F):pass print([i.__name__ for i in c3MRO(G)])
輸出結(jié)果:
['G', 'E', 'A', 'F', 'B', 'C', 'object']
參考資料
到此這篇關(guān)于一文講解python中的繼承沖突及繼承順序的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python 繼承沖突及繼承順序內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
pycharm設(shè)置默認(rèn)的UTF-8編碼模式的方法詳解
這篇文章主要介紹了pycharm設(shè)置默認(rèn)的UTF-8編碼模式,本文通過圖文并茂的形式給大家介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2020-06-06
Python Locust負(fù)載測試工具安裝配置使用詳解
本文將提供有關(guān)Python Locust的全面指南,包括安裝和配置、基本概念、性能測試、任務(wù)編寫、報告生成以及實(shí)際應(yīng)用場景,將通過豐富的示例代碼來幫助深入理解Locust的使用2024-01-01
Python處理application/json錯誤的方法詳解
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了python使用httpx_sse調(diào)用sse流式接口對響應(yīng)格式為application/json的錯誤信息處理的相關(guān)知識,需要的可以了解下2025-02-02
使用Python和Spire.XLS輕松實(shí)現(xiàn)Excel到TXT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
在數(shù)據(jù)處理和分析的過程中,經(jīng)常需要將不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,Excel?文件是數(shù)據(jù)存儲和操作中非常常見的格式,而?TXT?文件憑借其簡單的文本格式,本文將介紹如何使用?Python?和?Spire.XLS?庫將?Excel?導(dǎo)出為?TXT?文件,需要的朋友可以參考下2026-02-02
如何利用Python實(shí)現(xiàn)自動打卡簽到的實(shí)踐
簽到,都是規(guī)律性的操作,何嘗不寫一個程序加到Windows實(shí)現(xiàn)自動簽到呢,本文就主要介紹了如何利用Python實(shí)現(xiàn)自動打卡簽到的實(shí)踐,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下2021-12-12
解決Jupyter notebook更換主題工具欄被隱藏及添加目錄生成插件問題
這篇文章主要介紹了解決Jupyter notebook更換主題工具欄被隱藏及添加目錄生成插件問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2020-04-04
python list轉(zhuǎn)矩陣的實(shí)例講解
今天小編就為大家分享一篇python list轉(zhuǎn)矩陣的實(shí)例講解,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2018-08-08
python中DDT數(shù)據(jù)驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)
DDT是一種軟件測試方法,本文主要介紹了python中DDT數(shù)據(jù)驅(qū)動的實(shí)現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2025-04-04

