【廖雪峰python进阶笔记】类的继承
1. 继承
如果已经定义了Person类,需要定义新的Student和Teacher类时,可以直接从Person类继承:
class Person(object):def __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = gender
定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score:
class Student(Person):def __init__(self, name, gender, score):super(Student, self).__init__(name, gender)self.score = score
一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender)
去初始化父类,否则,继承自 Person 的 Student 将没有 name 和 gender。
函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()
方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()
中将隐式传递,不需要写出(也不能写)。
2. 判断类型
函数isinstance()
可以判断一个变量的类型,既可以用在Python内置的数据类型
如str、list、dict,也可以用在我们自定义的类
,它们本质上都是数据类型
。
假设有如下的 Person、Student 和 Teacher 的定义及继承关系如下:
class Person(object):def __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = genderclass Student(Person):def __init__(self, name, gender, score):super(Student, self).__init__(name, gender)self.score = scoreclass Teacher(Person):def __init__(self, name, gender, course):super(Teacher, self).__init__(name, gender)self.course = coursep = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:
>>> isinstance(p, Person)
True # p是Person类型
>>> isinstance(p, Student)
False # p不是Student类型
>>> isinstance(p, Teacher)
False # p不是Teacher类型
这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。
我们再考察 s :
>>> isinstance(s, Person)
True # s是Person类型
>>> isinstance(s, Student)
True # s是Student类型
>>> isinstance(s, Teacher)
False # s不是Teacher类型
s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。
这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。
3. 多态
类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ,并都写了一个 whoAmI()
方法:
class Person(object):def __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = genderdef whoAmI(self):return 'I am a Person, my name is %s' % self.nameclass Student(Person):def __init__(self, name, gender, score):super(Student, self).__init__(name, gender)self.score = scoredef whoAmI(self):return 'I am a Student, my name is %s' % self.nameclass Teacher(Person):def __init__(self, name, gender, course):super(Teacher, self).__init__(name, gender)self.course = coursedef whoAmI(self):return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name
在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:
def who_am_i(x):print x.whoAmI()p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)
#运行结果:I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice
这种行为称为多态
。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先
查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链
向上查找,直到在某个父类中找到为止。
由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数 x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型
的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:
class Book(object):def whoAmI(self):return 'I am a book'
这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型
,只要方法存在
,参数正确
,就可以调用。
实例
Python提供了open()函数来打开一个磁盘文件,并返回 File 对象。File对象有一个read()方法可以读取文件内容:
例如,从文件读取内容并解析为JSON结果:
import json
f = open('/path/to/file.json', 'r')
print json.load(f)
由于Python的动态特性,json.load()并不一定要从一个File对象读取内容。任何对象,只要有read()方法,就称为·File-like Object·,都可以传给json.load()。
请尝试编写一个File-like Object,把一个字符串 r’[“Tim”, “Bob”, “Alice”]’包装成 File-like Object 并由 json.load() 解析。
分析
只要为Students类加上 read()方法,就变成了一个File-like Object。
参考代码:
import json
class Students(object):def read(self):return r'["Tim", "Bob", "Alice"]'s = Students()
print json.load(s)
4. 多重继承
除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。
多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:
class A(object):def __init__(self, a):print 'init A...'self.a = aclass B(A):def __init__(self, a):super(B, self).__init__(a)print 'init B...'class C(A):def __init__(self, a):super(C, self).__init__(a)print 'init C...'class D(B, C):def __init__(self, a):super(D, self).__init__(a)print 'init D...'
看下图:
像这样,D 同时继承自 B 和 C,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()
方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()
只调用一次:
>>> d = D('d')
init A...
init C...
init B...
init D...
多重继承的目的
是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。
举个例子,Python的网络服务器有TCPServer
、UDPServer
、UnixStreamServer
、UnixDatagramServer
,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin
和 多线程ThreadingMixin
两种。
要创建多进程模式的 TCPServer:
class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)pass
要创建多线程模式的 UDPServer:
class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):pass
如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。
5. 获取对象信息
拿到一个变量,除了用isinstance()
判断它是否是某种类型的实例外,还有没有别的方法获取到更多的信息呢?
例如,已有定义:
class Person(object):def __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = genderclass Student(Person):def __init__(self, name, gender, score):super(Student, self).__init__(name, gender)self.score = scoredef whoAmI(self):return 'I am a Student, my name is %s' % self.name
首先可以用type() 函数
获取变量的类型,它返回一个 Type 对象
:
>>> type(123)
<type 'int'>
>>> s = Student('Bob', 'Male', 88)
>>> type(s)
<class '__main__.Student'>
其次,可以用dir() 函数
获取变量的所有属性:
>>> dir(123) # 整数也有很多属性...
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', ...]>>> dir(s)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'score', 'whoAmI']
对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括__class__
这类有特殊意义的属性。注意到方法whoAmI
也是 s 的一个属性。
如何去掉__xxx__
这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数
的用法。
dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用getattr()
和 setattr( )
函数了:
>>> getattr(s, 'name') # 获取name属性
'Bob'>>> setattr(s, 'name', 'Adam') # 设置新的name属性>>> s.name
'Adam'>>> getattr(s, 'age') # 获取age属性,但是属性不存在,报错:
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'>>> getattr(s, 'age', 20) # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20:
20
实例
对于Person类的定义:
class Person(object):def __init__(self, name, gender):self.name = nameself.gender = gender
希望除了 name和gender 外,可以提供任意额外的关键字参数,并绑定到实例,请修改 Person 的 init()定 义,完成该功能。
class Person(object):def __init__(self, name, gender, **kw):self.name = name self.gender = genderfor i,v in kw.iteritems():setattr(self,i,v)p = Person('Bob', 'Male', age=18, course='Python')
print p.age
print p.course
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