python 多繼承詳解

pythontab發表於2013-08-28
Python繼承
class A(object):    # A must be new-style class
   def __init__(self):
    print "enter A"
    print "leave A"
 
class B(C):     # A --> C
   def __init__(self):
    print "enter B"
    super(B, self).__init__()
    print "leave B"
在我們的印象中，對於super(B, self).__init__()是這樣理解的：super(B, self)首先找到B的父類（就是類A），然後把類B的物件self轉換為類A的物件，然後“被轉換”的類A物件呼叫自己的__init__函式。

有一天某同事設計了一個相對複雜的類體系結構（我們先不要管這個類體系設計得是否合理，僅把這個例子作為一個題目來研究就好），程式碼如下
程式碼段4：
class A(object):
    def __init__(self):
        print "enter A"
        print "leave A"
 
class B(object):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        print "leave B"
 
class C(A):
    def __init__(self):
        print "enter C"
        super(C, self).__init__()
        print "leave C"
 
class D(A):
    def __init__(self):
        print "enter D"
        super(D, self).__init__()
        print "leave D"
        class E(B, C):
        def __init__(self):
        print "enter E"
        B.__init__(self)
        C.__init__(self)
        print "leave E"
 
class F(E, D):
    def __init__(self):
        print "enter F"
        E.__init__(self)
        D.__init__(self)
        print "leave F"
f = F() ，結果如下：
enter F enter E enter B leave B enter C enter D enter A leave A leave D leave C leave E enter D enter A leave A leave D leave F

    明顯地，類A和類D的初始化函式被重複呼叫了2次，這並不是我們所期望的結果！我們所期望的結果是最多隻有類A的初始化函式被呼叫2次——其實這是多繼承的類體系必須面對的問題。我們把程式碼段4的類體系畫出來，如下圖：
    object
   |       \
   |        A
   |      / |
   B  C  D
    \   /   |
      E    |
        \   |
          F
    按我們對super的理解，從圖中可以看出，在呼叫類C的初始化函式時，應該是呼叫類A的初始化函式，但事實上卻呼叫了類D的初始化函式。好一個詭異的問題！
也就是說，mro中記錄了一個類的所有基類的類型別序列。檢視mro的記錄，發覺包含7個元素，7個類名分別為：
 F E B C D A object
　　從而說明了為什麼在C.__init__中使用super(C, self).__init__()會呼叫類D的初始化函式了。 ???
　　我們把程式碼段4改寫為：
程式碼段5：
class A(object):
    def __init__(self):
        print "enter A"
        super(A, self).__init__()  # new
        print "leave A"
 
class B(object):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        super(B, self).__init__()  # new
        print "leave B"
 
class C(A):
    def __init__(self):
        print "enter C"
        super(C, self).__init__()
        print "leave C"
 
class D(A):
    def __init__(self):
        print "enter D"
        super(D, self).__init__()
        print "leave D"
        class E(B, C):
        def __init__(self):
        print "enter E"
        super(E, self).__init__()  # change
        print "leave E"
 
class F(E, D):
    def __init__(self):
        print "enter F"
        super(F, self).__init__()  # change
        print "leave F"
f = F()，執行結果：
enter F enter E enter B enter C enter D enter A leave A leave D leave C leave B leave E leave F

可見，F的初始化不僅完成了所有的父類的呼叫，而且保證了每一個父類的初始化函式只呼叫一次。
小結
　　1. super並不是一個函式，是一個類名，形如super(B, self)事實上呼叫了super類的初始化函式，
       產生了一個super物件；
　　2. super類的初始化函式並沒有做什麼特殊的操作，只是簡單記錄了類型別和具體例項；
　　3. super(B, self).func的呼叫並不是用於呼叫當前類的父類的func函式；
　　4. Python的多繼承類是透過mro的方式來保證各個父類的函式被逐一呼叫，而且保證每個父類函式
       只呼叫一次（如果每個類都使用super）；
　　5. 混用super類和非繫結的函式是一個危險行為，這可能導致應該呼叫的父類函式沒有呼叫或者一
       個父類函式被呼叫多次。
一些更深入的問題：各位可以看到，print F.__mro__時發現裡面元素的順序是 F E B C D A object，這就是F的基類查詢順序，至於為什麼是這樣的順序，以及python內建的多繼承順序是怎麼實現的，這涉及到mro順序的實現，python 2.3以後的版本中是採用的一個叫做C3的演算法，在下篇部落格中進行介紹。

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