課時38：類與物件：繼承

那是個好男孩發表於2018-08-23

目錄：
　　一、繼承

　　二、呼叫未繫結的父類方法

　　三、使用super函式

　　四、多重繼承

　　五、課時38課後習題及答案

現在需要擴充套件遊戲，對魚類進行細分，有金魚（Goldfish）、三文魚（Salmon）、鯉魚（Carp），還有鯊魚（Shark）。那麼我們來思考一個問題：能不能不要每次都從頭到尾去重新定義一個新的魚類呢？因為我們知道大多數魚的屬性和方法是相似的，如果有一種機制可以讓這些相似的東西得以自動傳遞，那就方便快捷多了。這種機制就是今天要講的：繼承。

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一、繼承

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語法很簡單：

class 類名（被繼承的類）：
        ...

被繼承的類稱為基類、父類或超類；繼承者稱為子類，一個子類可以繼承它的父類的任何屬性和方法。舉個例子：

>>> class Parent:
    def hello(self):
        print("正在呼叫父類的方法...")

        
>>> class Child(Parent):
    pass

>>> p = Parent()
>>> p.hello()
正在呼叫父類的方法...
>>> c = Child()
>>> c.hello()
正在呼叫父類的方法...

需要注意的是：如果子類中定義與父類同名的方法或屬性，則會自動覆蓋父類對應的方法或屬性：

>>> class Child(Parent):
    def hello(self):
        print("正在呼叫子類的方法...")

        
>>> c = Child()
>>> c.hello()
正在呼叫子類的方法...

好，那嘗試一下剛才提到的金魚（Goldfish）、三文魚（Salmon）、鯉魚（Carp），還有鯊魚（Shark）的例子：

#p11-2.py
import random as r

class Fish:
      def __init__(self):
            self.x = r.randint(0, 10)
            self.y = r.randint(0, 10)
            
      def move(self):
            #這裡主要演示類的繼承機制，就不考慮檢查場景邊界和移動方向的問題

            #假設所有魚都是一路向西遊
            self.x -= 1
            print("我的位置是：", self.x, self.y)

class Goldfish(Fish):
      pass

class Carp(Fish):
      pass

class Salmon(Fish):
      pass

#上邊幾個都是食物，食物不需要有個性，所以直接繼承Fish類的全部屬性和方法即可
#下邊定義鯊魚類，這個是吃貨，除了繼承Fish類的屬性和方法，還要新增一個吃的方法

class Shark(Fish):
      def __init__(self):
            self.hungry = True

      def eat(self):
            if self.hungry:
                  print("吃貨的夢想就是天天有的吃^_^")
                  self.hungry = False
            else:
                  print("太撐了，吃不下了！")

>>> #先執行p11-2.py
>>> fish = Fish()
>>> #試試小魚兒能不能動
>>> fish.move()
我的位置是： 7 0
>>> goldfish = Goldfish()
>>> goldfish.move()
我的位置是： 2 2
>>> goldfish.move()
我的位置是： 1 2
>>> goldfish.move()
我的位置是： 0 2
>>> #可見金魚確實在一路向西
>>> #下面嘗試生成鯊魚
>>> shark = Shark()
>>> #試試這貨能不能吃東西？
>>> shark.eat()
吃貨的夢想就是天天有的吃^_^
>>> shark.eat()
太撐了，吃不下了！>>> shark.move()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    shark.move()
  File "C:\Users\14158\Desktop\lalallalalal.py", line 13, in move
    self.x -= 1
AttributeError: 'Shark' object has no attribute 'x'

奇怪！同樣是繼承於Fish類，為什麼金魚（goldfish）可以移動，而鯊魚（shark）一移動就報錯呢？

其實這裡丟擲的異常說得很清楚了：Shark物件沒有x屬性。原因其實是這樣的：在Shark類中，重寫了魔法方法_ _init_ _,但新的_ _int_ _方法裡邊沒有初始化鯊魚的x座標和y座標，因此呼叫move方法就會出錯。那麼解決這個問題的方案就很明顯了，應該在鯊魚類中重寫_ _int_ _方法的時候先呼叫基類Fish的_ _init_ _方法。

下面介紹兩種可以實現的技術：

（1）呼叫未繫結的父類方法

（2）使用super函式

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二、呼叫未繫結的父類方法

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看以下程式碼：

class Shark(Fish):
      def __init__(self):
            Fish.__init__(self)
            self.hungry = True

再執行下，發現鯊魚可以移動了：

>>> #先執行修改後的p11-2.py
>>> shark = Shark()
>>> shark.move()
我的位置是： 6 0
>>> shark.move()
我的位置是： 5 0
>>> shark.move()
我的位置是： 4 0

這裡需要注意的是這個self並不是父類Fish的例項物件，而是子類Shark的例項物件，所以這裡說的未繫結是指並不需要繫結父類的例項物件，使用子類的例項物件代替即可。

在Python中有一個更好的方案可以代替它，就是使用super函式。

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三、使用super函式

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super函式能夠幫我們自動找到基類的方法，而且還為我們傳入了self引數，這樣就不需要做這些事了：

class Shark(Fish):
      def __init__(self):
            super().__init__()
            self.hungry = True

執行後會得到同樣的結果。

super函式的“超級”之處在於你不需要明確給出任何基類的名字，它會自動幫你找到所有基類以及對應的方法。由於你不用給出基類的名字，這就意味著如果需要改變類繼承關係，只要改變class語句裡的父類即可，而不必要在大量程式碼中去修改所有被繼承的方法。

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四、多重繼承

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除此之外Python還支援多繼承，就是可以同時繼承多個父類的屬性和方法：

class 類名（父類1，父類2，父類3，...）：
        ...

>>> class Base1:
    def foo1(self):
        print("我是foo1，我在Base1中...")

        
>>> class Base2:
    def foo2(self):
        print("我是foo2，我在Base2中...")

        
>>> class C(Base1,Base2):
    pass

>>> c = C()
>>> c.foo1()
我是foo1，我在Base1中...
>>> c.foo2()
我是foo2，我在Base2中...