python进阶——五、类的继承

5-1 什么是继承

新类从现有类继承，就自动拥有了现有类的所有功能，只需添加缺少的功能即可

好处：复用代码，只需编写缺少的

特点：子类与 父类是is关系，父类是父类不是子类，子类既是子类也是父类。

has 关系应该使用组合而非继承。例如

class Student(Person):#总是从某个类继承，没有则从object类继承
def __init__(self,bookName):
self.book = Book(bookName)

book是student的一个属性

总是从某个类继承

class MyClass(student):
pass

不要忘记调用super().init

def __init__(self,args):
super(SubClass,self).__init__(args)#重要，用于初始化属性
pass

super(Student,self).init(gender,age)

从父类继承，super（子类名称，self）.init(父类中想继承的属性)

5-2 继承一个类

如果已经定义了Person类，需要定义新的Student和Teacher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）。

使用super()的漂亮之处在于，你不需要明确给出任何基类名字，这意味着如果你改变了类继承关系，你只需要改一行代码（class语句本身）而不必在大量代码中去查找所有被修改的那个类的名字。

5-3 判断类型

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。

假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下：

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

class Teacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name, gender)
self.course = course

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

>>> isinstance(p, Person)
True    # p是Person类型
>>> isinstance(p, Student)
False   # p不是Student类型
>>> isinstance(p, Teacher)
False   # p不是Teacher类型

5-4 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 Student和Teacher ，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 x 是 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。

任务

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：

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()。

(充分条件，满足这个条件即可）

请尝试编写一个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。

import json

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

s = Students()

print json.load(s)

5-5 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，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：

>>> 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。

5-6 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 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？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() 和 setattr( )函数了：

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

>>> setattr(s, 'name', 'Adam')  #
aaa5
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