从零开始学Python-Day45-面向对象高级编程-多重继承

Python零基础 木人张 6个月前 (04-19) 75次浏览 0个评论 扫描二维码
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继承是面向对象编程的一个重要特点,通过继承,子类其实是扩展了父类。

Animal这个父类下,假设我们要实现以下4种动物:

  • Dog – 狗狗;
  • Bat – 蝙蝠;
  • Parrot – 鹦鹉;
  • Ostrich – 鸵鸟。

如果按照哺乳动物和鸟类归类,可以设计出这样的类的层次:

如果按照“能跑”和“能飞”来归类:

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。
类的层次就复杂了:

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():
	pass

>>> class Mammal(Animal):
	pass

>>> class Bird(Animal):
	pass

>>> 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 Runable():
	def run(self):
		print('running')

		
>>> class Flyable():
	def fly(self):
		print('flying')

		
>>> class Dog(Mammal, Runable):
	pass

对于需要Runnable功能的动物,就多继承一个Runable,通过多重继承一个子类可以继承多个父类的功能。

Mixin

设计类的继承时,主线都是单一继承。如果要增加额外功能,通过多重继承实现,这种设计方法称之为Mixin。
为了更好地看出继承关系,我们把Runable和Flyable改为RunnbleMixIn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, RunableMixin, 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。
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。


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