Python中的继承

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继承、多态、多继承

继承

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

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

super(Student, self).__init__(name, gender) 初始化父类，继承自 Person 的 Student 才会有 name 和 gender属性，函数 super(Student, self) 将返回当前类继承的父类，即 Person ，然后调用其 __init__()方法

可以使用isinstance()来判断继承关系：

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p1 = Person("p_name", 'f')
s1 = Student("s_name", 'm', 90)
print(isinstance(p1, Person))
print(isinstance(p1, Student))
print(isinstance(s1, Person))

多态

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

    def whoAmI(self):
        return "class Person:", self.name
        

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    
    def whoAmI(self):
        return "class Student:", self.name
    
class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.score = course
    
    def whoAmI(self):
        return "class Teacher:", self.name
    
def testpolymorphism(obj):
    return obj.whoAmI()

p1 = Person("p_name", 'f')
s1 = Student("s_name", 'm', 90)
t1 = Teacher("t_name", 'f', 'english')

print(testpolymorphism(p1))  # ('class Person:', 'p_name')
print(testpolymorphism(s1))  # ('class Student:', 's_name')
print(testpolymorphism(t1))  # ('class Teacher:', 't_name')

s1 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 s1.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 testpolymorphism(obj) 的参数 obj 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：

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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。

举例：

Python提供了 open() 函数来打开一个磁盘文件，并返回 File 对象。File对象有一个 read() 方法可以读取文件内容：

例如，从文件读取内容并解析为JSON结果：

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import json
f = open('/path/to/file.json', 'r')
print json.load(f)

由于Python的动态特性，json.load() 并不一定要从一个File对象读取内容。任何对象，只要有 read() 方法，就称为File-like Object，都可以传给 json.load() 。

尝试编写一个File-like Object，把一个字符串 r’[“Tim”, “Bob”, “Alice”]’包装成 File-like Object 并由 json.load() 解析。

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import json

class TestRead(object):
    def read(self):
        return  r'["Tim", "Bob", "Alice"]'

t = TestRead()

print(json.load(t)) # ['Tim', 'Bob', 'Alice']
print(type(json.load(t)))  # <class 'list'>

多继承

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，像这样：

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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...'

像这样，D 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：

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>>> 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：

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class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
    pass

要创建多线程模式的 UDPServer：

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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

除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外，还有别的方法获取到更多的信息。

例如，已有定义：

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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：

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>>> 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：

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>>> 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 s 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？使用 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() 和 setattr() 函数了：

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>>> 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

拓展举例：使用 setattr

对于Person类的定义：

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

希望除了 name和gender 外，可以提供任意额外的关键字参数，并绑定到实例，请修改 Person 的 __init__()定 义，完成该功能。

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class Person(object):
    def __init__(self, name, gender, **kwargs):
        self.name = name
        self.gender = gender
        for k, v in kwargs.items():
            # dict_items([('age', 25), ('love', 'reading')])
            setattr(self, k, v)

p1 = Person("zyp", 'male', age=25, love="reading")
# print(dir(p1))
print(p1.age)  # 25
print(p1.love)  # reading