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Python类的派生(派生类)

派生是面向对象编程的基本概念,它赋予了我们基于某个基础类来轻松创建新类的能力。使用派生类的方法,我们可以复用他人的代码,不必从 0 开始创建自己的轮子。

定义一个基于某个现有类的新类的方法如下:

def 新类(现有的类):
pass

现有的类,有时也称为基类父类;新类也称为派生类子类派生类继承了基类的所有属性。

下面的例子中,车辆是基类,汽车和自行车是派生类,它们都继承了车辆的全部成员。

>>> class Vehicle:                    # 车辆类
…     def __init__(self):
…         self.cycle_number = 0
…         self.price = 0
…         self.producer = “”
…     def get_price(self):
…         return self.price
…     def set_price(self, price):
…         self.price = price

>>> class Bicycle(Vehicle):           # 自行车类,派生于车辆类
…     def __init__(self):
…         pass

>>> class Car(Vehicle):               # 汽车类,派生于车辆类
…     def __init__(self):
…         pass

>>> car_a = Car()
>>> bicycle_a = Bicycle()
>>> car_a.set_price(100000)           # set_price()就是从基类继承而来的
>>> car_a.get_price()                 # get_price()也是从基类继承而来的
100000
>>> bicycle_a.set_price(200)
>>> bicycle_a.get_price()
200

需要注意的是,在派生类的构造函数中要明确调用其父类的构造函数。如果不显示调用,基类的构造函数不会被执行。这点和 C++、Java 不同。在 C++ 和 Java 中,基类的构造函数在创建派生类时是自动调用的。

>>> class Vehicle:                 # 车辆类
…     def __init__(self):
…         print(“Constructor of Vehicle is Running”)

>>> class Bicycle(Vehicle):
…     def __init__(self):
…         pass

>>> bicycle_a = Bicycle ()

从上面可以看到,基类 Vehicle 的构造函数并没有运行。显示调用父类的构造函数可以使用 super().__init__()。

>>> class Vehicle:             # 车辆类
…     def __init__(self):
…         print(“Constructor of Vehicle is Running”)

>>> class Bicycle(Vehicle):
…     def __init__(self):
…         super().__init__()

>>> bicycle_a = Bicycle()
Constructor of Vehicle is Running

多重继承

在 Python 中,一个类可以派生自多个现有类,该特性就是多重继承。Python的这个特性和 C++ 类似,有些语言如 Java 是不支持多重继承的。

多重继承的语法格式如下:

class 新类(现有类1, 现有类2, ....):
pass

下面定义 3 个类:

  1. 一个类是 Birds,表示所有的鸟类,鸟类都会下蛋,所以为其提供一个 lay_egg() 接口函数;
  2. 第二个类是 CanSwim,表示会游泳的水生类,可以表示鱼,也可以表示海豹等,为其提供一个 swim() 接口函数,表示在游泳;
  3. 第三个是企鹅类 Penguin,企鹅会下蛋,也会游泳,可以让它继承自 Birds 和 CanSwim。

这样便会发现 Penguin 类自动有了 swim() 和 lay_egg() 这两个接口函数,而且具体实现就是分别在 CanSwim 和 Birds 中定义的。

下面是完整的代码。

>>> class Birds:
…     “””鸟类”””
…     def lay_egg(self):
…         print(u”下蛋中”)

>>> class CanSwim:
…     “””水生类”””
…     def swim(self):
…         print(u”游泳中”)

>>> class Penguin(CanSwim, Birds):
…     “”” 企鹅 “””
…     def __init__(self):
…         pass

>>> pg_obj1 = Penguin()
>>> pg_obj1.swim()
游泳中
>>> pg_obj1.lay_egg()
下蛋中

在多重继承中,如果某个函数在其两个或者多个基类中都定义了,那么应该使用哪个呢?还以上面的例子为例,不管哪类生物,都有诞生和死亡,这里鸟类和水生类都加上 die() 接口函数,下面来看看究竟哪个 die() 会被执行。

>>> class Birds:
…     “””鸟类”””
…     def lay_egg(self):
…         print(u”下蛋中”)
…     def die(self):
…         print(u”鸟类死亡”)

>>> class CanSwim:
…     “””水生类”””
…     def swim(self):
…         print(u”游泳中”)
…     def die(self):
…         print(u”水生类死亡”)

>>> class Penguin(CanSwim, Birds):   # 定义了企鹅类
…     “”” 企鹅 “””                  # 其两个父类都定义了die()接口函数
…     def __init__(self):
…         pass

>>> rb_obj1 = Penguin()
>>> rb_obj1.swim()
游泳中
>>> rb_obj1.lay_egg()
下蛋中
>>> rb_obj1.die()                 # 最后使用了CanSwim的die()接口函数
水生类死亡

可以发现第一个基类的接口函数被继承下来,即 CanSwim 类的 die() 被继承下来。如果将两个基类的顺序调换一下,就会发现继承的 die() 接口函数将来自 Birds 类。

>>> class Birds:
…     “””鸟类”””
…     def lay_egg(self):
…         print(u”下蛋中”)
…     def die(self):
…         print(u”鸟类死亡”)

>>> class CanSwim:
…     “””水生类”””
…     def swim(self):
…         print(u”游泳中”)
…     def die(self):
…         print(u”水生类死亡”)
…                                                                             # 类定义结束
>>> class Penguin(Birds, CanSwim):   # 调换了基类的顺序
…     “”” 企鹅 “””
…     def __init__(self):
…         pass

>>> rb_obj1 = Penguin()
>>> rb_obj1.swim()
游泳中
>>> rb_obj1.lay_egg()
下蛋中
>>> rb_obj1.die()                 # 最后使用了Birds的die()接口
鸟类死亡                                # 这个和修改前的完全不同

对于属性也是一样的,如果多个基类同时定义了相同的属性,那么第一个基类的属性有效。假定给 Bird 添加一个属性 food,其值为 worm;同时给 CanSwim 也添加一个同样的属性 food,其值为 fish。现在 Penguin 同时继承自 Birds 和 CanSwim,那么它继承的 food 值就是第一个基类的值,也就是 worm。下面是该种情况的具体演示:

>>> class Birds:
…     “””鸟类”””
…     food = “worm”

>>> class CanSwim:
…     “””水生类”””
…     food = “fish”

>>> class Penguin(Birds, CanSwim):
…     “”” 企鹅 “””
…     def __init__(self):
…         pass

>>> rb_obj1 = Penguin()
>>> rb_obj1.food
‘worm’

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