1.繼承與派生
上文我們已經說過,Python中一切皆對象。我們從物件中抽取了共同特徵和技能,得到了類別的概念。類別與類別之間也有共同特徵,我們可以從有共同特徵和技能的類別中提取共同的技能和特徵,稱為父類。
例如老師和學生,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別的方法,當然目的也是為了減少程式碼重用。
繼承的 基本形式是:
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People: </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">class</span> Student(People):<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">People称为基类或者父类</span> <span style="color: #0000ff">pass</span>
在Python中支援多繼承,一個子類別可以繼承多個父類別
我們可以透過__bases__的方法查看繼承的所有父類,會傳回一個元組。
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People: </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Animals: </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Student(People,Animals): </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(Student.<span style="color: #800080">__bases__</span>)<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">(<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animals'>)</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(People.<span style="color: #800080">__bases__</span>)<span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">(<class 'object'>,)</span>
可以看到,在People父類中,預設也繼承了一個object類,這就是新式類別和經典類別的區別:
凡是繼承了object類別的類別及其子類,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,預設都是是經典類別
繼承怎麼減少程式碼呢?看例子
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> People: </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age): self.name</span>=<span style="color: #000000">name self.age</span>=<span style="color: #000000">age </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> walk(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">%s is walkig</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">self.name) </span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher(People): </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age,level): People.</span><span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age) self.level</span>=<span style="color: #000000">level t1</span>=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">zhang</span><span style="color: #800000">'</span>,18,10<span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">print</span>(t1.level) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">10</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(t1.name) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">zhang 子类可以用父类定义的属性</span> t1.walk() <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">zhang is walking 子类无需定义就可以用父类的方法</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(issubclass(Teacher,People)) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">True查看Teacher类是不是People类的子类</span>
從上面的例子可以看到,Teacher類別繼承了父類People類,但是Teacher又有自己特有的屬性level,子類別也可以定義自己獨有的方法,甚至可以和父類別的方法重名,但是執行時會以子類別定義的為準。
這就叫做派生
2.組合
繼承是解決什麼'是'什麼的問題,那還有一種場景就是什麼有什麼,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,又是重複程式碼。但是又不能讓學生和老師繼承生日類。這時就用到了組合。 組合就是要解決什麼『有』什麼的問題。看範例
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Date: </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,year,mon,day): self.year</span>=<span style="color: #000000">year self.mon</span>=<span style="color: #000000">mon self.day</span>=<span style="color: #000000">day </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> tell_birth(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">出生于%s年%s月%s日</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">(self.year,self.mon,self.day)) </span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher: </span><span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,name,age,year,mon,day): self.name</span>=<span style="color: #000000">name self.age</span>=<span style="color: #000000">age self.birth</span>=<span style="color: #000000">Date(year,mon,day) t</span>=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">egon</span><span style="color: #800000">'</span>,19,2010,10,10<span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">print</span>(t.birth) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000"><__main__.Date object at 0x0000017E559380F0></span> t.birth.tell_birth() <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">出生于2010年10月10日</span>
什麼?嫌參數太多? *args學過吧,你高興就好
<span style="color: #008080"> 1</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Date: </span><span style="color: #008080"> 2</span> <span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span><span style="color: #000000">(self,year,mon,day): </span><span style="color: #008080"> 3</span> self.year=<span style="color: #000000">year </span><span style="color: #008080"> 4</span> self.mon=<span style="color: #000000">mon </span><span style="color: #008080"> 5</span> self.day=<span style="color: #000000">day </span><span style="color: #008080"> 6</span> <span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> tell_birth(self): </span><span style="color: #008080"> 7</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">出生于%s年%s月%s日</span><span style="color: #800000">'</span>%<span style="color: #000000">(self.year,self.mon,self.day)) </span><span style="color: #008080"> 8</span> <span style="color: #008080"> 9</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Teacher: </span><span style="color: #008080">10</span> <span style="color: #0000ff">def</span> <span style="color: #800080">__init__</span>(self,name,age,*<span style="color: #000000">args): </span><span style="color: #008080">11</span> self.name=<span style="color: #000000">name </span><span style="color: #008080">12</span> self.age=<span style="color: #000000">age </span><span style="color: #008080">13</span> self.birth=Date(*<span style="color: #000000">args) </span><span style="color: #008080">14</span> t=Teacher(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">egon</span><span style="color: #800000">'</span>,19,2010,10,10<span style="color: #000000">) </span><span style="color: #008080">15</span> <span style="color: #0000ff">print</span>(t.birth) <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000"><__main__.Date object at 0x0000017E559380F0></span> <span style="color: #008080">16</span> t.birth.tell_birth() <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">出生于2010年10月10日</span>
3.抽象類別與介面
繼承有兩種用途:1.程式碼重複使用,子類別繼承父類別的方法
2.宣告某個子類別相容於某父類,定義一個介面類別Interface,介面類別中定義了一些介面名稱(就是函數名稱)且未實作介面的功能,子類別繼承介面類,並且實作介面中的功能
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
例如在Python中,一切皆文件嘛,那程式是文件,硬體是文件,文字文件也是文件,我們知道什麼叫文件呢,就是能讀能寫,那程序,文本文檔這些,都應該有讀和寫的功能,我們來模擬一下
<span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Interface: </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Txt(Interface): </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Sata(Interface): </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">硬盘文件的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">硬盘文件的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> process(Interface): </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">进程数据的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">进程数据的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span>)
这么做的意义就是:我们不需要知道子类有什么具体的方法,既然他们继承了文件类,那他们就是文件,那他们就有读和写这两个功能
父类限制了子类子类必须有read和write这两个方法,而且名字也必须一样(当然现在只是我们主观上的限制,一会我们说完抽象类,就可以从代码级别上限制了),这样就实现了统一,模拟了接口的概念,这就是归一化设计。在归一化设计中,只要是基于一个接口设计的类,那么所有的这些类实例化出来的对象,在用法上是一样的
我们再来说一下抽象类:
Python中的抽象类需要导入一个模块来实现。抽象类只能被继承,不能被实现
抽象类的写法:
<span style="color: #0000ff">import</span><span style="color: #000000"> abc </span><span style="color: #0000ff">class</span> File(metaclass=<span style="color: #000000">abc.ABCMeta): @abc.abstractmethod </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">pass</span><span style="color: #000000"> @abc.abstractmethod </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">pass</span> <span style="color: #008000">#</span><span style="color: #008000">父类使用了抽象类,那子类就必须继承父类的方法,而且名字也必须一样</span><span style="color: #008000"> #</span><span style="color: #008000">这样就实现了代码级别的限制</span> <span style="color: #0000ff">class</span><span style="color: #000000"> Txt(File): </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> read(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的读取方式</span><span style="color: #800000">'</span><span style="color: #000000">) </span><span style="color: #0000ff">def</span><span style="color: #000000"> write(self): </span><span style="color: #0000ff">print</span>(<span style="color: #800000">'</span><span style="color: #800000">文本文档的写入方式</span><span style="color: #800000">'</span>)
4.继承的实现原理
1)继承顺序:
python支持多继承,当一个类继承多个父类时,继承顺序是怎样的呢?这个顺序在新式类和经典类中是不一样的。
在新式类中,继承顺序是广度优先,在经典类中是深度优先,举个栗子:
图不重要,看内容
在这个图中,H是子类,H继承E,F,G,E,F,G,又分别继承B,C,D,B,C,D,同时继承A
在新式类中的顺序是:H E B F C G D A
在经典类中的顺序是:H E B A F C G D
2)继承原理:
当我们定义一个类后,Python就会根据上面的继承规律解析出一个继承顺序的列表(MRO列表),可以通过mro()查看,但是这个方法只有在新式类中才有,经典类没有
以上是Python物件導向程式設計(二)的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!