python面向对象编程基础II(类的继承)

继承一个类

继承的好处:

1、复用已有代码

2、自动拥有现有类的所有功能

3、只需要编写缺少的功能

如果已经定义了Person类,需要定义新的StudentTeacher类时,可以直接从Person类继承:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score:

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父类,否则,继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender

函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()中将隐式传递,不需要写出(也不能写)。

函数isinstance()可以判断一个变量的类型,既可以用在Python内置的数据类型如str、list、dict,也可以用在我们自定义的类,它们本质上都是数据类型。所以可以用

isinstance(t,Person)判断对象t是不是Person类型。

多态

类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 StudentTeacher ,并都写了一个 whoAmI() 方法:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def whoAmI(self):
        return ‘I am a Person, my name is %s‘ % self.name

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return ‘I am a Student, my name is %s‘ % self.name

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course
    def whoAmI(self):
        return ‘I am a Teacher, my name is %s‘ % self.name

在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该  Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:

def who_am_i(x):
    print x.whoAmI()

p = Person(‘Tim‘, ‘Male‘)
s = Student(‘Bob‘, ‘Male‘, 88)
t = Teacher(‘Alice‘, ‘Female‘, ‘English‘)

who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)

运行结果:

I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice

这种行为称为多态。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链向上查找,直到在某个父类中找到为止。

由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:

class Book(object):
    def whoAmI(self):
        return ‘I am a book‘

这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型,只要方法存在,参数正确,就可以调用。

多重继承

除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。

多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:

class A(object):
    def __init__(self, a):
        print ‘init A...‘
        self.a = a

class B(A):
    def __init__(self, a):
        super(B, self).__init__(a)
        print ‘init B...‘

class C(A):
    def __init__(self, a):
        super(C, self).__init__(a)
        print ‘init C...‘

class D(B, C):
    def __init__(self, a):
        super(D, self).__init__(a)
        print ‘init D...‘

看下图:

像这样,同时继承自 B 和 C,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()只调用一次:

>>> d = D(‘d‘)
init A...
init C...
init B...
init D...

多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。

举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。

要创建多进程模式的 TCPServer

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
    pass

要创建多线程模式的 UDPServer

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
    pass

如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。

获取对象信息

拿到一个变量,除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外,还有没有别的方法获取到更多的信息呢?

例如,已有定义:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return ‘I am a Student, my name is %s‘ % self.name

首先可以用 type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象:

>>> type(123)
<type ‘int‘>
>>> s = Student(‘Bob‘, ‘Male‘, 88)
>>> type(s)
<class ‘__main__.Student‘>

其次,可以用 dir() 函数获取变量的所有属性:

>>> dir(123)   # 整数也有很多属性...
[‘__abs__‘, ‘__add__‘, ‘__and__‘, ‘__class__‘, ‘__cmp__‘, ...]

>>> dir(s)
[‘__class__‘, ‘__delattr__‘, ‘__dict__‘, ‘__doc__‘, ‘__format__‘, ‘__getattribute__‘, ‘__hash__‘, ‘__init__‘, ‘__module__‘, ‘__new__‘, ‘__reduce__‘, ‘__reduce_ex__‘, ‘__repr__‘, ‘__setattr__‘, ‘__sizeof__‘, ‘__str__‘, ‘__subclasshook__‘, ‘__weakref__‘, ‘gender‘, ‘name‘, ‘score‘, ‘whoAmI‘]

对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括`__class__`这类有特殊意义的属性。注意到方法`whoAmI`也是 的一个属性。

如何去掉`__xxx__`这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数的用法。

dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr()  setattr( )函数了:

>>> getattr(s, ‘name‘)  # 获取name属性
‘Bob‘

>>> setattr(s, ‘name‘, ‘Adam‘)  # 设置新的name属性

>>> s.name
‘Adam‘

>>> getattr(s, ‘age‘)  # 获取age属性,但是属性不存在,报错:
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: ‘Student‘ object has no attribute ‘age‘

>>> getattr(s, ‘age‘, 20)  # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20:
20
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