python Process 继承 python继承的作用

一.继承

1.什么是继承？

继承是一种创建新类的方式，（表达的是一种什么是什么的关系，例如，人是动物），新生成的类可以继承一个类或者多个类，（Python支持多继承），父类又可称基类或者是超类，新建的类称为派生类或子类。

2.继承的作用？

子类会继承父类的属性，从而解决代码重用问题

3.Python中的继承：单继承和多继承

class People: #定义父类
    pass

class Animal: #定义父类
    pass

class Doctor1(People): #单继承，People，派生类是Doctor1
    pass

class Doctor2(People,Animal): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass


#查看类继承了哪些类的方法
print(People.__bases__)  #(<class 'object'>,)
print(Animal.__bases__)  #(<class 'object'>,)
print(Doctor1.__bases__)  #(<class '__main__.People'>,)
print(Doctor2.__bases__)
#(<class '__main__.People'>, <class '__main__.Animal'>)

4.经典类和新式类

# 1.只有在python2中才分新式类和经典类，python3中统一都是新式类
# 2.在python2中，没有显式的继承object类的类，以及该类的子类，都是经典类
# 3.在python2中，显式地声明继承object的类，以及该类的子类，都是新式类
# 3.在python3中，无论是否继承object，都默认继承object，即python3中所有类均为新式类

二.继承与抽象

继承描述的是子类与父类之间的关系，是一种什么是什么的关系。要找出这种关系，必须先抽象再继承

抽象即抽取类似或者说比较像的部分。

抽象分成两个层次： 

1.将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类； 

2.将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）

 

 

 

 

继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类

 

 

 

 三.继承与重用性

 在开发程序的过程中，如果我们定义了一个类A，然后又想新建立另外一个类B，但是类B的大部分内容与类A的相同时

我们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。

 

 

通过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用

用已经有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分设置大部分，大大生了编程工作量，这就是常说的软件重用，不仅可以重用自己的类，也可以继承别人的，比如标准库，来定制新的数据类型，这样就是大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来说，意义重大.

 注意：属性查找

class Foo:
    def f1(self):
        print('Foo.f1')

    def f2(self):
        print('Foo.f2')
        self.f1() 

class Bar(Foo):
    def f1(self):
        print('Foo1.f1')
        
b=Bar()
b.f2()

# Foo.f2
# Foo1.f1

#在类的继承中如果子类自己有的属性或者方法，会优先使用自己的

 

四.派生

1.什么是派生？

派生就是子类在继承父类的基础上衍生出新的属性。子类中独有的，父类中没有的；或子类定义与父类重名的东西。子类也叫派生类。

2.派生的使用

子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性（不会影响到父类），需要注意的是，一旦重新定义了自己的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以自己为准了。

class A:
    def test(self):
        print('test function A')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承
    def test(self):
        print('test function B')
    pass

b1 = B()    #类B的实例可引用父类B的'test'方法，但自身类下也有重名的’test‘方法，以自身优先
b1.test()

#运行结果
#test function B

在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能需要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，因此即便是self参数也要为其传值

使用一：

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def test(self):
        print('test function A')


class B(A):  # 新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承

    def test(self):
        A.test(self)  #当引用重名的父类的方法的时候，self也要传入
        # A.test()   错误的用法，少传入参数
        print('test function B')

b1 = B('kevin', 666)  # 类B的实例可引用父类A的'test'方法
b1.test()

# 运行结果
# test function A
# test function B

使用二：

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def test(self):
        print('test A')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承
    def __init__(self, name, age, country):
        A.__init__(self, name, age)     #注意！！！，在引用父类的属性，self也要传入
        self.country = country          #增加子类自身独有的属性

    def test(self):
        print('test B')
    pass

b1 = B('kevin', 666, 'China')    #类B的实例可引用父类A的属性，如果有重名属性，以自身类的属性优先
print(b1.country)
print(b1.name)
print(b1.age)
b1.test()


# 运行结果
# China
# kevin
# 666
# test B

五.组合与重用性

软件重用的重要方式除了继承之外还有另外一种方式，即：组合

组合指的是，在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合

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

class Course:
    def __init__(self, name, price, period):
        self.name = name
        self.price = price
        self.period = period

course_obj = Course('Python', 1, '6months')     #新建课程对象

#老师与课程
teacher_course = Teacher('kevin', 'male', course_obj)        #新建老师实例，组合课程对象
print(course.course.name)              #打印该老师所授的课程名

# 运行结果
# Python

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式。但是二者的概念和使用场景皆不同，

1.继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种'是'的关系，比如白马是马，人是动物。

当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如老师是人，学生是人

2.组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python

class BirthDate:
    def __init__(self,year,month,day):
        self.year=year
        self.month=month
        self.day=day

class Course:
    def __init__(self,name,price,period):
        self.name=name
        self.price=price
        self.period=period

class Teacher:
    def __init__(self,name,gender):
        self.name=name
        self.gender=gender
    def teach(self):
        print('teaching')
class Professor(Teacher):
    def __init__(self,name,gender,birth,course):
        Teacher.__init__(self,name,gender)
        self.birth=birth
        self.course=course

b1=BirthDate(2011,11,11)
c1=Course('python',10000,'6month')
p1=Professor('kevin','male',b1,c1)


#教授的生日
print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day)

# 教授教的课程
print(p1.course.name)

#运行结果
#2011 11 11
#python

 六.接口与归一化设计

1.什么是接口？

接口的概念就相当于开通了一个查询通道，在程序中需要数据都可以通过接口来实现，

概述：自己提供给使用者来调用自己功能的方式\方法\入口

 

2.为何要使用接口

接口提取了一群类共同的函数，可以把接口当做一个函数的集合。

然后让子类去实现接口中的函数。

这么做的意义在于归一化，什么叫归一化，就是只要是基于同一个接口实现的类，那么所有的这些类产生的对象在使用时，从用法上来说都一样。

归一化的好处在于：

1. 归一化让使用者无需关心对象的类是什么，只需要的知道这些对象都具备某些功能就可以了，这极大地降低了使用者的使用难度。

2. 归一化使得高层的外部使用者可以不加区分的处理所有接口兼容的对象集合

2.1：就好象linux的泛文件概念一样，所有东西都可以当文件处理，不必关心它是内存、磁盘、网络还是屏幕（当然，对底层设计者，当然也可以区分出“字符设备”和“块设备”，然后做出针对性的设计：细致到什么程度，视需求而定）。

2.2：再比如：我们有一个汽车接口，里面定义了汽车所有的功能，然后由本田汽车的类，奥迪汽车的类，大众汽车的类，他们都实现了汽车接口，这样就好办了，大家只需要学会了怎么开汽车，那么无论是本田，还是奥迪，还是大众我们都会开了，开的时候根本无需关心我开的是哪一类车，操作手法（函数调用）都一样

 

简单的接口类的示例：

class Interface:#定义接口Interface类来模仿接口的概念，python中压根就没有interface关键字来定义一个接口。
    def read(self): #定接口函数read
        pass

    def write(self): #定义接口函数write
        pass


class Txt(Interface): #文本，具体实现read和write
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')

    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(Interface): #磁盘，具体实现read和write
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(Interface):
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')

上述代码看起来已经感觉像已经实现了一个接口类的概念，其实并没有起到接口的作用，子类完全可以不用去实现接口 ，这就用到了抽象类，抽象类就可以限制子类必须要使用父类的方法

七.抽象类

1.什么是抽象类？

Python中的抽象类的实现要通过模块来进行实现，抽象类第一个特殊的类，它的特殊之处在于只能被继承，不能被示例化

 

2.为什么要有抽象类？

如果说类是从一堆对象中抽取相同的内容而来的，那么抽象类就是从一堆类中抽取相同的内容而来的，内容包括数据属性和函数属性。

　 比如我们有香蕉的类，有苹果的类，有桃子的类，从这些类抽取相同的内容就是水果这个抽象的类，你吃水果时，要么是吃一个具体的香蕉，要么是吃一个具体的桃子。。。。。。你永远无法吃到一个叫做水果的东西。

从设计角度去看，如果类是从现实对象抽象而来的，那么抽象类就是基于类抽象而来的。

　 从实现角度来看，抽象类与普通类的不同之处在于：抽象类中只能有抽象方法（没有实现功能），该类不能被实例化，只能被继承，且子类必须实现抽象方法。这一点与接口有点类似，但其实是不同的

3.在Python中实现抽象类

#linux中一切皆文件的概念
#利用abc模块实现抽象类
from abc import ABCMeta,abstractmethod

class All_file(metaclass=ABCMeta):

    all_type='file'
    @abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def read(self):
        '子类必须定义读功能'
        pass

    @abstractmethod #定义抽象方法，无需实现功能
    def write(self):
        '子类必须定义写功能'
        pass

# class Txt(All_file):
#     pass
#
# t1=Txt() #报错,子类没有定义抽象方法

class Txt(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('文本数据的读取方法')

    def write(self):
        print('文本数据的读取方法')

class Sata(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

    def write(self):
        print('硬盘数据的读取方法')

class Process(All_file): #子类继承抽象类，但是必须定义read和write方法
    def read(self):
        print('进程数据的读取方法')

    def write(self):
        print('进程数据的读取方法')
#
wenbenwenjian=Txt()

yingpanwenjian=Sata()

jinchengwenjian=Process()
#
# #这样大家都是被归一化了,也就是一切皆文件的思想
wenbenwenjian.read()
yingpanwenjian.write()
jinchengwenjian.read()
#
print(wenbenwenjian.all_type)
print(yingpanwenjian.all_type)
print(jinchengwenjian.all_type)

Python中的抽象类

4.抽象类与接口类

1.接口类

首先要知道的就是,不管是接口类还是抽象类,都是一种设计模式,是面对对象开发规范

而这种设计模式是java提出来的,java还有很多类似的东西被其它编程语言沿用

接口类是java为了实现多继承,设计的一个概念

python原生并没有接口类这一概念,但是为了实现接口隔离原则,而划分出来的

接口隔离原则:

使用多个专门的接口,而不使用单一的总接口,即客户端不应该依赖那些不需要的接口

因为python天生能实现多继承,所以并没有接口类

应该算符合原则,强行区分出来这么一类吧

from abc import abstractmethod,ABCMeta   #这里是为了实现接口类调用的模块
class Payment(metaclass=ABCMeta):   #在这里声明metaclass=ABCMeta
    @abstractmethod                  #然后这里一个语法糖调用abstractmethod,就声明这个类是接口类
    def pay(self,money):
        pass

2.抽象类

抽象类也是面对对象开发规范

一般情况下单继承能实现的功能都是一样的

多继承的情况忧郁功能比较复杂,所以不容易抽象出相同的功能能的具体实现写在父类中

python中支持抽象类:一般情况下 单继承且可以实现python代码

抽象类和接口类都不能实例化

总结：

抽象类的本质还是类，指的是一组类的相似性，包括数据属性（如all_type）和函数属性（如read、write），而接口只强调函数属性的相似性。

抽象类是一个介于类和接口直接的一个概念，同时具备类和接口的部分特性，可以用来实现归一化设计 

八.继承顺序问题

1.继承顺序

python中的类支持继承多个类，在Java和C#中则不会存在；

 

 1.如果继承关系为非菱形结构，则会按照先找B这一条分支，然后再找C这一条分支，最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性，

如下图所示

 

class E:
    def test(self):
        print('from E')

class D:
    def test(self):
        print('from D')

class C:
    def test(self):
        print('from C')

class B(E):
    def test(self):
        print('from B')

class A(B,C,D):
    def test(self):
        print('from A')

a=A()
a.test()

# 这样的情况下，不管是新式类还是经典类，继承顺序都是：A->B->E->C->D

继承为不是一个终点的情况

 

2.如果继承关系为菱形结构，那么属性的查找方式有两种，分别是：深度优先和广度优先

1.经典类

 2.新式类

 

 

pyton2如果没有继承object默认使用的是经典类：所有经典类使用深度优先的算法查找顺序

Python3默认使用新式类：所有经典类使用广度优先的查询顺序：1次查找留头，在去第二条支路上找到头；

注意：

#python3中统一都是新式类

#pyhon2中才分新式类与经典类

继承实例：

class A(object):
    def test(self):
        print('from A')

class B(A):
    def test(self):
        print('from B')

class C(A):
    def test(self):
        print('from C')

class D(B):
    def test(self):
        print('from D')

class E(C):
    def test(self):
        print('from E')

class F(D,E):
    # def test(self):
    #     print('from F')
    pass
f1=F()
f1.test()
print(F.__mro__) #只有新式才有这个属性可以查看线性列表，经典类没有这个属性

#新式类继承顺序:F->D->B->E->C->A
#经典类继承顺序:F->D->B->A->E->C
#python3中统一都是新式类
#pyhon2中才分新式类与经典类

继承实例

2.继承原理（Python如何实现的继承）

python到底是如何实现继承的，对于你定义的每一个类，python会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，这个MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，例如

 

 

为了实现继承,python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。
而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:
1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

 

九.子类调用父类的方法

方法一：指名道姓，即父类名.父类方法()

class Vehicle: #定义交通工具类
     Country='China'
     def __init__(self,name,speed,load,power):
         self.name=name
         self.speed=speed
         self.load=load
         self.power=power

     def run(self):
         print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        Vehicle.__init__(self,name,speed,load,power) #注意：！！！self必须要写，这是调用一个函数，不是绑定方法
        self.line=line

    def run(self):
        print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
        Vehicle.run(self)

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

父类名.父类方法()

方法二：super()

class Vehicle: #定义交通工具类
     Country='China'
     def __init__(self,name,speed,load,power):
         self.name=name
         self.speed=speed
         self.load=load
         self.power=power

     def run(self):
         print('开动啦...')

class Subway(Vehicle): #地铁
    def __init__(self,name,speed,load,power,line):
        #super(Subway,self) 就相当于实例本身 在python3中super()等同于super(Subway,self)
        super().__init__(name,speed,load,power) #super()是一个实例的对象，传参数的时候就不需要传self
        self.line=line

    def run(self):
        print('地铁%s号线欢迎您' %self.line)
        super(Subway,self).run()

class Mobike(Vehicle):#摩拜单车
    pass

line13=Subway('中国地铁','180m/s','1000人/箱','电',13)
line13.run()

super()

注意：以上两种方法都可以使用，建议使用super(),因为super()在多继承的使用的时候更加方便，不建议混合使用。

补充部分：

即使没有直接继承关系，super仍然会按照mro继续往后查找

#A没有继承B,但是A内super会基于C.mro()继续往后找
class A:
    def test(self):
        super().test()
class B:
    def test(self):
        print('from B')
class C(A,B):
    pass

c=C()
c.test() #打印结果:from B


print(C.mro())
#[<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>]

View Code

父类名.父类方法()和super的一些区别

#父类名.父类方法()
class A:
    def __init__(self):
        print('A的构造方法')
class B(A):
    def __init__(self):
        print('B的构造方法')
        A.__init__(self)


class C(A):
    def __init__(self):
        print('C的构造方法')
        A.__init__(self)


class D(B,C):
    def __init__(self):
        print('D的构造方法')
        B.__init__(self)
        C.__init__(self)

    pass
f1=D() #A.__init__被重复调用
'''
D的构造方法
B的构造方法
A的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''


#使用super()
class A:
    def __init__(self):
        print('A的构造方法')
class B(A):
    def __init__(self):
        print('B的构造方法')
        super(B,self).__init__()


class C(A):
    def __init__(self):
        print('C的构造方法')
        super(C,self).__init__()


class D(B,C):
    def __init__(self):
        print('D的构造方法')
        super(D,self).__init__()

f1=D() #super()会基于mro列表,往后找
'''
D的构造方法
B的构造方法
C的构造方法
A的构造方法
'''

View Code

当你使用super()函数时,Python会在MRO列表上继续搜索下一个类。只要每个重定义的方法统一使用super()并只调用它一次,那么控制流最终会遍历完整个MRO列表,每个方法也只会被调用一次（注意注意注意：使用super调用的所有属性，都是从MRO列表当前的位置往后找，千万不要通过看代码去找继承关系，一定要看MRO列表）