浅析Python中的多重继承

yipeiwu_com5年前Python基础

继承是面向对象编程的一个重要的方式,因为通过继承,子类就可以扩展父类的功能。

回忆一下Animal类层次的设计,假设我们要实现以下4种动物:

  1.     Dog - 狗狗;
  2.     Bat - 蝙蝠;
  3.     Parrot - 鹦鹉;
  4.     Ostrich - 鸵鸟。

如果按照哺乳动物和鸟类归类,我们可以设计出这样的类的层次:

201542895326973.png (415×298)

但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类,我们就应该设计出这样的类的层次:

201542895420016.png (417×298)

如果要把上面的两种分类都包含进来,我们就得设计更多的层次:

  •     哺乳类:能跑的哺乳类,能飞的哺乳类;
  •     鸟类:能跑的鸟类,能飞的鸟类。

这么一来,类的层次就复杂了:

201542895538159.png (415×385)

如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”,这么搞下去,类的数量会呈指数增长,很明显这样设计是不行的。

正确的做法是采用多重继承。首先,主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计:

class Animal(object):
  pass

# 大类:
class Mammal(Animal):
  pass

class Bird(Animal):
  pass

# 各种动物:
class Dog(Mammal):
  pass

class Bat(Mammal):
  pass

class Parrot(Bird):
  pass

class Ostrich(Bird):
  pass

现在,我们要给动物再加上Runnable和Flyable的功能,只需要先定义好Runnable和Flyable的类:

class Runnable(object):
  def run(self):
    print('Running...')

class Flyable(object):
  def fly(self):
    print('Flying...')

对于需要Runnable功能的动物,就多继承一个Runnable,例如Dog:

class Dog(Mammal, Runnable):
  pass

对于需要Flyable功能的动物,就多继承一个Flyable,例如Bat:

class Bat(Mammal, Flyable):
  pass

通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。
Mixin

在设计类的继承关系时,通常,主线都是单一继承下来的,例如,Ostrich继承自Bird。但是,如果需要“混入”额外的功能,通过多重继承就可以实现,比如,让Ostrich除了继承自Bird外,再同时继承Runnable。这种设计通常称之为Mixin。

为了更好地看出继承关系,我们把Runnable和Flyable改为RunnableMixin和FlyableMixin。类似的,你还可以定义出肉食动物CarnivorousMixin和植食动物HerbivoresMixin,让某个动物同时拥有好几个Mixin:

class Dog(Mammal, RunnableMixin, CarnivorousMixin):
  pass

Mixin的目的就是给一个类增加多个功能,这样,在设计类的时候,我们优先考虑通过多重继承来组合多个Mixin的功能,而不是设计多层次的复杂的继承关系。

Python自带的很多库也使用了Mixin。举个例子,Python自带了TCPServer和UDPServer这两类网络服务,而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型,这两种模型由ForkingMixin和ThreadingMixin提供。通过组合,我们就可以创造出合适的服务来。

比如,编写一个多进程模式的TCP服务,定义如下:

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin):
  pass

编写一个多线程模式的UDP服务,定义如下:

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
  pass

如果你打算搞一个更先进的协程模型,可以编写一个CoroutineMixin:

class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixin):
  pass

这样一来,我们不需要复杂而庞大的继承链,只要选择组合不同的类的功能,就可以快速构造出所需的子类。
小结

由于Python允许使用多重继承,因此,Mixin就是一种常见的设计。

只允许单一继承的语言(如Java)不能使用Mixin的设计。

相关文章

详细介绍Python中的偏函数

Python的functools模块提供了很多有用的功能,其中一个就是偏函数(Partial function)。要注意,这里的偏函数和数学意义上的偏函数不一样。 在介绍函数参数的时候,...

python迭代器的使用方法实例

什么是迭代器?迭代器是带有next方法的简单对象,当然也要实现__iter__函数。迭代器能在一序列的值上进行迭代,当没有可供迭代时,next方法就会引发StopIteration 的异...

Python3批量移动指定文件到指定文件夹方法示例

Python3批量移动指定文件到指定文件夹方法示例

引言 某人需求:以某excel中姓名信息为名建立一系列文件夹,分别将四个文件夹中与人名对应的文件汇总到该人名对应的文件夹中,共近200人,手工处理费时费力。 需求分解: 从exc...

Python中的XML库4Suite Server的介绍

在继续阅读本文之前,您务必要对我们在本专栏中将要讨论的一些技术有所了解。我们要使用的技术包括:可扩展的样式表语言转换(Extensible Stylesheet Language Tra...

selenium+python环境配置教程详解

一、安装Python 1)官网下载安装 2)配置环境变量(未勾选自动配置需要手动配置) 3)检查是否安装成功(交互窗口中输入Python -v) 二、Selenium 3.X +Fire...