Python 类的继承和多继承

清疚 2024-03-27 09:10 136阅读 0赞

在面向对象的程序设计中，定义一个新的 class 的时候，可以从某个现有的 class 继承，新的 class 称为子类，而被继承的 class 称为基类、父类或超类。

Python 中继承的语法如下：

class Parent:
        pass
    
    class Child(Parent):
        pass

*  在第 1 行，定义了父类 Parent；
 *  在第 4 行，定义了子类 Child，语法 Child(Parent) 表示类 Child 继承于类 Parent。

子类继承父类的属性和方法，使得子类具有父类的属性和方法，从而实现代码重用；同时，子类可以增加自己特有的方法。例如，下图中定义了 3 个类，类 Teacher 与类 Student 继承于类 Person。

*  父类 Person 定义了属性 name 和 age，定义了方法 introduce，这些属性和方法被子类继承
 *  子类 Teacher 定义了自己特有的属性 salary，定义了自己特有的方法 showSalary
 *  子类 Student 定义了自己特有的属性 grade，定义了自己特有的方法 showGrade

### 1. 在子类中增加属性和方法 ###

#### 1.1 编写父类 Person ####

class Person:
        def __init__(self, name, age):
            self.name = name
            self.age = age
    
        def introduce(self):
            print('My name is', self.name)
            print('My age is', self.age)

*  在第 2 行，定义构造方法 \_\_init\_\_，设置属性 name 和 age
 *  在第 6 行，定义方法 introduce，打印属性 name 和 age

#### 1.2 编写子类 Teacher ####

class Teacher(Person):
        def __init__(self, name, age, salary):
            self.name = name
            self.age = age
            self.salary = salary
    
        def showSalary(self):
            print('My salary is', self.salary)

*  在第 1 行，通过语法 Teacher(Person)，定义继承于 Person 的类 Teacher
 *  在第 5 行，在构造方法中，增加类 Teacher 特有的属性 salary
 *  在第 7 行，定义方法 showSalary，打印属性 salary

#### 1.3 编写子类 Student ####

class Student(Person):
        def __init__(self, name, age, grade):
            self.name = name
            self.age = age
            self.grade = grade
    
        def showGrade(self):
            print('My grade is', self.grade)

*  在第 1 行，通过语法 Student(Person)，定义继承于 Person 的类 Student
 *  在第 5 行，在构造方法中，增加类 Student 特有的属性 grade
 *  在第 7 行，定义方法 showGrade，打印属性 grade

#### 1.4 创建实例 ####

teacher = Teacher('tom', 30, 5000)
    teacher.introduce()
    teacher.showSalary()
    print()
    student = Student('jerry', 10, 90)
    student.introduce()
    student.showGrade()

*  在第 1 行，创建实例 teacher
    
     *  在第 2 行，调用父类方法 introduce
     *  在第 3 行，调用自己特有的方法 showSalary
 *  在第 5 行，创建实例 student
    
     *  在第 6 行，调用父类方法 introduce
     *  在第 7 行，调用自己特有的方法 showGrade

*  在第 2 行，调用父类方法 introduce
 *  在第 3 行，调用自己特有的方法 showSalary

*  在第 6 行，调用父类方法 introduce
 *  在第 7 行，调用自己特有的方法 showGrade

运行程序，输出如下结果

My name is tom
    My age is 30
    My salary is 5000
    
    My name is jerry
    My age is 10
    My grade is 90

*  第 1 行到第 3 行，是 teacher 的输出结果
 *  第 5 行到第 7 行，是 student 的输出结果

### 2. 在子类中调用父类的构造方法 ###

#### 2.1 代码重复的问题 ####

在前面的小节中，类 Person 的构造方法如下:

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

类 Teacher 的构造方法如下:

class Teacher(Person):
        def __init__(self, name, age, salary):
            self.name = name
            self.age = age
            self.salary = salary

类 Student 的构造方法如下:

class Student(Person):
        def __init__(self, name, age, grade):
            self.name = name
            self.age = age
            self.grade = grade

在这 3 段初始化代码中，存在明显的代码重复，我们希望：

*  初始化类 Teacher 的属性 name、age、salary 时，可以重用父类 Person 的初始化代码
 *  初始化类 Student 的属性 name、age、grade 时，可以重用父类 Person 的初始化代码

#### 2.2 编写父类 Person ####

*  在第 2 行，定义构造方法 \_\_init\_\_，设置属性 name 和 age
 *  在第 6 行，定义方法 introduce，打印属性 name 和 age

#### 2.3 编写子类 Teacher ####

class Teacher(Person):
        def __init__(self, name, age, salary):
            Person.__init__(self, name, age)
            self.salary = salary
    
        def showSalary(self):
            print('My salary is', self.salary)

*  在第 1 行，通过语法 Teacher(Person)，定义继承于 Person 的类 Teacher
 *  在第 3 行，**通过语法 Person.\_\_init(self, name, age)\_\_ 调用父类的构造方法 \_\_init\_\_**，对属性 name 和 age 进行设置
 *  在第 4 行，在构造方法中，增加类 Teacher 特有的属性 salary
 *  在第 6 行，定义方法 showSalary，打印属性 salary

#### 2.4 编写子类 Student ####

class Student(Person):
        def __init__(self, name, age, grade):
            Person.__init__(self, name, age)
            self.grade = grade
    
        def showGrade(self):
            print('My grade is', self.grade)

*  在第 1 行，通过语法 Student(Person)，定义继承于 Person 的类 Student
 *  在第 3 行，**通过语法 Person.\_\_init(self, name, age)\_\_ 调用父类的构造方法 \_\_init\_\_**，对属性 name 和 age 进行设置
 *  在第 4 行，在构造方法中，增加类 Student 特有的属性 grade
 *  在第 6 行，定义方法 showGrade，打印属性 grade

#### 2.5 创建实例 ####

teacher = Teacher('tom', 30, 5000)
    teacher.introduce()
    teacher.showSalary()
    print()
    student = Student('jerry', 10, 90)
    student.introduce()
    student.showGrade()

*  在第 2 行，调用父类方法 introduce
 *  在第 3 行，调用自己特有的方法 showSalary

*  在第 6 行，调用父类方法 introduce
 *  在第 7 行，调用自己特有的方法 showGrade

运行程序，输出如下结果

My name is tom
    My age is 30
    My salary is 5000
    
    My name is jerry
    My age is 10
    My grade is 90

*  第 1 行到第 3 行，是 teacher 的输出结果
 *  第 5 行到第 7 行，是 student 的输出结果

### 3. 多继承 ###

定义一个新的 class 的时候，可以从多个现有的 class 继承，如果继承多个父类，称为多继承。Python 中多继承的语法如下：

class Father:
        pass
    
    class Mother:
        pass
    
    class Child(Father, Mother):
        pass

*  在第 1 行，定义了父类 Father
 *  在第 4 行，定义了父类 Mother
 *  在第 7 行，定义了子类 Child，它继承于两个父类：Father 和 Mother

子类继承所有父类的属性和方法，从而实现代码重用。

### 4. 多继承的例子 ###

#### 4.1 概述 ####

本节构造 3 个类：Father、Mother 和 Child，Child 继承于两个类 Father 和 Mother，它继承了这两个类的属性和方法，同时有自己特有的属性和方法。

#### 4.2 编写父类 Father ####

class Father:
        def __init__(self, father_attr):
            self.father_attr = father_attr
    
        def father_method(self):
            print('father_attr =', self.father_attr)

*  在第 3 行，定义类 Father 的属性 father\_attr
 *  在第 5 行，定义类 Father 的方法 father\_method

#### 4.3 编写父类 Mother ####

class Mother:
        def __init__(self, mother_attr):
            self.mother_attr = mother_attr
    
        def mother_method(self):
            print('mother_attr =', self.mother_attr)

*  在第 3 行，定义类 Mother 的属性 mother\_attr
 *  在第 5 行，定义类 Mother 的方法 mother\_method

#### 4.4 编写子类 Child ####

class Child(Father, Mother):
        def __init__(self, father_attr, mother_attr, child_attr):
            Father.__init__(self, father_attr)
            Mother.__init__(self, mother_attr)
            self.child_attr = child_attr
    
        def child_method(self):
            print('child_attr =', self.child_attr)

*  在第 1 行，定义类 Child，继承于 Father 和 Mother
 *  在第 3 行，调用父类 Father 的构造方法
 *  在第 4 行，调用父类 Mother 的构造方法
 *  在第 7 行，定义类 Child 的方法 child\_method

#### 4.5 创建实例 ####

child = Child('Father', 'Mother', 'Child')        
    child.father_method()
    child.mother_method()
    child.child_method()

*  在第 1 行，创建实例 Child
 *  在第 2 行，调用继承于父类 Father 的方法 father\_method
 *  在第 3 行，调用继承于父类 Mother 的方法 mother\_method
 *  在第 4 行，调用类自己的方法 child\_method

程序输出结果如下：

father_attr = Father
    mother_attr = Mother
    child_attr = Child