Python：继承

注意：本文引用自专业人工智能社区Venus AI

基本概念

父类（基类）：父类是被继承的类，它提供了子类可以继承的属性和方法。
子类（派生类）：子类是从一个或多个父类继承属性和方法的类。

继承的优势

代码重用：继承允许子类重用父类的代码，这减少了代码的重复编写。
封装性：子类可以添加自己独特的属性和方法，同时继承父类的功能。
多态性：子类可以覆盖或修改父类的行为，这是面向对象编程中多态性的一个体现。

继承类型

单继承：子类只继承一个父类。这是最简单的继承形式。
多继承：子类可以继承多个父类。Python 支持多继承，这使得子类可以同时从多个基类继承属性和方法。

方法重写

子类可以重写继承自父类的方法。这意味着子类可以提供父类方法的一个特定于子类的新实现。

super() 函数

super() 函数在继承中发挥重要作用，它用于调用父类的方法。它特别在多继承场景中非常有用，可以正确地处理方法调用，遵循方法解析顺序（MRO）。

方法解析顺序（MRO）

MRO 是一个规则集，它决定了 Python 在多继承场景下如何搜索继承的方法。Python 使用一种称为 C3 线性化的算法来确定这个顺序，确保每个基类仅被访问一次，并且保持基类之间的适当顺序。

使用继承

在设计程序时，继承应谨慎使用。不恰当的使用可能导致代码难以理解和维护。一般建议，只有在子类确实是父类的一种特殊形式时，才使用继承。

继承是Python面向对象编程的核心特性之一，提供了强大的代码组织和重用机制。正确使用继承可以使代码更加清晰、灵活和可维护。

代码详细示例

1.继承的概念

在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中，继承的概念就要简单得多了，即描述的是事物之间的所属关系，例如猫和狗都属于动物，程序中便可以描述为猫和狗继承自动物；同理，波斯猫和巴厘猫都继承自猫，而沙皮狗和斑点狗都继承自狗。代码如下：

#lei.py
# 定义一个父类，如下:    
class Cat( ):    def __init__(self, name, color ):    self.name = name    self.color = color    def run(self):    print("%s--在跑" %self.name)    
# 子类在继承的时候，在定义类时，小括号（）中为父类的名字，继承Cat类如下:    
class TianyuanCat(Cat):    def setNewName(self, newName):    self.name = newName   print(self.name)def eat(self):    print("%s--在吃"%self.name)    
Xuanmao = TianyuanCat("玄猫", "黑色")    
print('Xuanmao的名字为:%s' %Xuanmao.name)    
print('Xuanmao的颜色为:%s' %Xuanmao.color)    
Xuanmao.eat()    
Xuanmao.setNewName('小黑')

Xuanmao的名字为:玄猫
Xuanmao的颜色为:黑色
玄猫--在吃
小黑虽然子类TianyuanCat没有定义初始化方法和run方法，但是父类（Cat）有，所以在子类继承父类的时候这个方法就被继承了，所以只要创建TianyuanCat的对象，就默认执行了那个继承过来的init()方法了。
此外，还需要注意的是：
（1）类的私有的属性，不能通过对象直接访问，但是可以通过方法访问。
（2）私有的方法不能通过对象直接访问。
（3）私有的属性、方法不会被子类继承，也不能被访问。
（4）一般情况下，私有的属性、方法都是不对外公布的，往往用来做内部的事情，起到安全的作用。
代码如下：

#lei.py
class Animal():    def __init__(self, name='动物', color='白色'):    self.__name = name    self.color = color    def __test(self):    print(self.__name)    print(self.color)    def test(self):    print(self.__name)    print(self.color)    
class Dog(Animal):    def dogTest1(self):    #print(self.__name) #不能访问到父类的私有属性    print(self.color)    def dogTest2(self):    #self.__test() #不能访问父类中的私有方法    self.test()    
A = Animal()    
#print(A.__name) #程序出现异常，不能访问私有属性    
print(A.color)    
#A.__test() #程序出现异常，不能访问私有方法    
A.test()    
print("------分割线-----")    
D = Dog(name = "小花狗", color = "黄色")    
D.dogTest1()    
D.dogTest2()

白色
动物
白色
------分割线-----
黄色
小花狗
黄色

2.多继承

所谓多继承，即子类有多个父类，并且具有它们的特征，如下图所示。 Python中的多继承代码如下：

#lei.py
# 定义一个父类    
class A:    def printA(self):    print('----A----')    
# 定义一个父类    
class B:    def printB(self):    print('----B----')    
# 定义一个子类，继承自A、B    
class C(A,B):    def printC(self):    print('----C----')    
obj_C = C()    
obj_C.printA()    
obj_C.printB()
obj_C.printC()

----A----
----B----
----C----

注意一点，如果在上面的多继承例子中，如果父类A和父类B中，有一个同名的方法，那么通过子类去调用的时候，调用先继承的父类方法。代码如下：

#lei.py
class base(object):    def test(self):    print('----base test----')    
class A(base):    def test(self):    print('----A test----')    
# 定义一个父类    
class B(base):    def test(self):    print('----B test----')    
# 定义一个子类，继承自A、B    
class C(A,B):    pass    
obj_C = C()    
obj_C.test()    
#输出：----B test----

----A test----

3. 调用与重写父类方法

所谓重写，就是子类中，有一个和父类相同名字的方法，在子类中的方法会覆盖掉父类中同名的方法，代码如下：

#lei.py
class Cat:    def sayHello(self):    print("miaomiao~~")    
class Xuanmao(Cat):     def sayHello(self):    print("miao！~~！！！")    
xiaohei = Xuanmao()    
xiaohei.sayHello()
#输出：miao！~~！！！

miao！~~！！！

在类的继承里面super()方法是很常用的，它解决了子类调用父类方法的一些问题，例如，当父类多次被调用时只执行一次，优化了执行逻辑，下面我们来详细看一下。
当存在继承关系的时候，有时候需要在子类中调用父类的方法，此时最简单的方法是把对象调用转换成类调用，需要注意的是这时self参数需要显式传递，代码如下：

#lei.py
class Cat1:    def sayHello(self):    print("miaomiao~~")    
class Xuanmao(Cat):     def sayHello(self):    # 调用父类方法事，直接使用父类名称进行调用    Cat1.sayHello(self)    
xiaohei = Xuanmao()     
xiaohei.sayHello() 
#输出：miaomiao~~

miaomiao~~

当使用继承时，一个子类会继承父类的属性和方法。但如果直接在子类中通过父类的名称来调用父类的构造函数或方法，就会面临一些限制和问题：

父类名称修改：如果更改了父类的名称，那么所有子类中的相关代码也必须跟着更改。这在大型项目中，尤其是子类众多时，会导致维护成本显著增加。

多继承的复杂性：Python支持多继承，即一个子类可以有多个父类。在多继承的情况下，如果子类需要调用所有父类的方法，那么使用传统的方式就需要明确地重复每个父类的名称，这增加了代码的复杂性和冗余。

为了解决这些问题，Python提供了super()函数。如下示例所示

#lei.py
class Cat2321:    def sayHello(self):    print("miaomiao~~")    
class Xuanmao(Cat):     def sayHello(self):    # 使用super()代替父类类名，即便类名改变，这里的super也不需要修改。    super().sayHello()    
xiaohei = Xuanmao()     
xiaohei.sayHello()  
#输出：miaomiao~~