python面向对象编程——继承-猿码集

1. 什么是继承?

继承是面向对象编程的三大特性之一（其他两个是封装和多态）。在Python中，继承是一种创建新类的方式，这个新类可以继承一个或多个已有类的属性和方法。

在继承关系中，已有的类被称为“父类”或“基类”，新创建的类被称为“子类”或“派生类”。子类可以使用父类的所有属性和方法，而且还可以添加自己的属性和方法，从而更好地完成特定的任务。


class Parent:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
class Child(Parent):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name)
        self.age = age

在这个例子中，Parent是父类，Child是子类。子类继承了父类的__init__()方法，并在自己的__init__()方法中添加了age属性。super()函数用于调用父类的__init__()方法，以确保父类的属性被正确初始化。

2. 为什么要使用继承？

2.1 代码复用

继承可以帮助程序员避免重复编写相似的代码，从而节省时间和精力。当我们需要创建一个新类时，如果该类与一个已有类非常相似，那么我们可以通过继承的方式来复用已有类的属性和方法，而无需从头开始编写。

2.2 可维护性

继承可以提高代码的可维护性。当我们修改一个父类的属性或方法时，所有子类都会受到影响，并且自动继承父类的变化，从而减少了代码修改的工作量。

2.3 可扩展性

通过继承，我们可以创建新的子类，该子类可以继承父类的属性和方法，并添加自己的属性和方法。这种扩展性可以让我们更轻松地实现特定的功能。当需要实现更复杂的功能时，可以创建一个新的子类来继承旧的子类，从而实现更高级的继承。

3. 继承的类型

3.1 单继承

在Python中，一个子类只能继承一个父类。这种继承方式称为“单继承”。在单继承中，子类只能使用一个父类的所有属性和方法。


class Parent:
    def method(self):
        print('父类方法')
class Child(Parent):
    pass
c = Child()
c.method()

在这个例子中，子类Child继承了父类Parent的method()方法，并在输出“父类方法”时使用它。

3.2 多继承

多继承是指一个子类可以继承多个父类的属性和方法。在Python中，多继承使用逗号分隔两个或多个父类。


class Father:
    def method(self):
        print('父亲的方法')
class Mother:
    def method(self):
        print('母亲的方法')
class Child(Father, Mother):
    pass
c = Child()
c.method()

在这个例子中，父类Father和Mother都具有method()方法。当子类Child使用method()方法时，它将继承两个父类的方法并输出“父亲的方法”，因为父类Father在继承顺序中排在前面。

4. 方法重写

方法重写是指子类可以定义自己的方法来覆盖父类的方法。当子类需要改变父类的行为时，可以使用方法重写。在方法重写中，子类必须使用与父类相同的方法名，并添加自己的代码来改变原有的行为。


class Parent:
    def method(self):
        print('父类方法')
class Child(Parent):
    def method(self):
        print('子类方法')
c = Child()
c.method()

在这个例子中，子类Child重写了父类Parent的method()方法，并输出“子类方法”而不是“父类方法”。

5. super()函数

在继承中，super()函数被广泛使用。super()函数可以用于调用父类的方法，并可以实现多重继承。


class Parent:
    def method(self):
        print('父类方法')
class Child(Parent):
    def method(self):
        super().method()
        print('子类方法')
c = Child()
c.method()

在这个例子中，子类Child重写了父类Parent的method()方法，并使用super()函数调用了父类的method()方法。

6. 继承中的问题

6.1 命名冲突

命名冲突是指当一个子类继承两个父类时，两个父类具有相同的名称，从而导致子类无法确定调用哪个父类的方法。在这种情况下，可以使用类似于如下的方式来解决：


class A:
    def method(self):
        print('父类A的方法')
class B:
    def method(self):
        print('父类B的方法')
class C(A, B):
    def method(self):
        A.method(self)
        B.method(self)
c = C()
c.method()

在这个例子中，子类C继承了两个父类A和B，且两个父类都具有method()方法。当子类C使用method()方法时，它会使用A.method()和B.method()方法打印出“父类A的方法”和“父类B的方法”。

6.2 菱形继承

菱形继承是指一个子类继承了两个父类，而两个父类又共同继承了一个父类。这种继承方式命名为菱形继承，因为类图像看起来像一个菱形。Python使用super()函数来解决菱形继承的问题。


class A:
    def method(self):
        print('父类A的方法')
class B(A):
    pass
class C(A):
    def method(self):
        print('子类C的方法')
class D(B, C):
    pass
d = D()
d.method()

在这个例子中，子类D继承了父类B和C，并且C继承了A。当子类D使用method()方法时，它将使用B的method()方法，该方法在super()函数中找到了C的method()方法，这么做的原因是 C 比 B 更靠后，因此应该首先从 C 开始搜索。在 C 的 method() 方法中输出“子类C的方法”，而不是 A 的method()方法。

7. 总结

继承是Python中非常重要的面向对象编程特性之一。它可以帮助我们节省时间和精力，提高代码的可维护性和可扩展性。同时，继承也可能导致命名冲突和菱形继承等问题。我们可以使用方法重写和super()函数来解决这些问题。

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