學(xué)Python最簡(jiǎn)單的方法是什么？

作為一名程序員或者準(zhǔn)程序員，對(duì)于面向?qū)ο?a target="_blank">編程簡(jiǎn)直熟悉的不能再熟悉。作為當(dāng)今最流行的編程思想之一（或許可以去掉“之一”），無(wú)論是在面試還是工作中，面向?qū)ο蠖际菬o(wú)法避開(kāi)的話題。

對(duì)于Python程序員來(lái)說(shuō)，OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┑娜筇匦浴獢?shù)據(jù)封裝、繼承和多態(tài)通常是面試中的重點(diǎn)考察問(wèn)題，因此大部分人對(duì)此也相當(dāng)熟悉。

不過(guò)，OOP的優(yōu)缺點(diǎn)你真的了解嗎？今天這篇文章會(huì)帶領(lǐng)大家了解一下三大特點(diǎn)中繼承的優(yōu)缺點(diǎn)。

類(lèi)

OOP（）即所謂面向?qū)ο缶幊?，是一種程序設(shè)計(jì)思想。OOP把對(duì)象作為程序的基本單元，一個(gè)對(duì)象包含了數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)把計(jì)算機(jī)程序視為一組對(duì)象的集合，而每個(gè)對(duì)象都可以接收其他對(duì)象發(fā)過(guò)來(lái)的消息，并處理這些消息，計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行就是一系列消息在各個(gè)對(duì)象之間傳遞。

面向?qū)ο笞钪匾母拍罹褪穷?lèi)（Class）和實(shí)例（Instance），必須牢記類(lèi)是抽象的模板，而實(shí)例是根據(jù)類(lèi)創(chuàng)建出來(lái)的一個(gè)個(gè)具體的“對(duì)象”，每個(gè)對(duì)象都擁有相同的方法，但各自的數(shù)據(jù)可能不同。

假設(shè)我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Student類(lèi)，在Python中，定義類(lèi)是通過(guò)class關(guān)鍵字：

class后面緊接著是類(lèi)名，即Student，類(lèi)名通常是大寫(xiě)開(kāi)頭的單詞，緊接著是(object)，表示該類(lèi)是從哪個(gè)類(lèi)繼承下來(lái)的，繼承的概念我們后面再講，通常，如果沒(méi)有合適的繼承類(lèi)，就使用object類(lèi)，這是所有類(lèi)最終都會(huì)繼承的類(lèi)。

定義好了Student類(lèi)，就可以根據(jù)Student類(lèi)創(chuàng)建出Student的實(shí)例，創(chuàng)建實(shí)例是通過(guò)類(lèi)名+()實(shí)現(xiàn)的：

可以看到，變量bart指向的就是一個(gè)Student的實(shí)例，后面的0x10a67a590是內(nèi)存地址，每個(gè)object的地址都不一樣，而Student本身則是一個(gè)類(lèi)。

可以自由地給一個(gè)實(shí)例變量綁定屬性，比如，給實(shí)例bart綁定一個(gè)name屬性：

由于類(lèi)可以起到模板的作用，因此，可以在創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候，把一些我們認(rèn)為必須綁定的屬性強(qiáng)制填寫(xiě)進(jìn)去。通過(guò)定義一個(gè)特殊的__init__方法，在創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候，就把name，score等屬性綁上去：

注意：特殊方法“__init__”前后分別有兩個(gè)下劃線?。?！

注意到__init__方法的第一個(gè)參數(shù)永遠(yuǎn)是self，表示創(chuàng)建的實(shí)例本身，因此，在__init__方法內(nèi)部，就可以把各種屬性綁定到self，因?yàn)閟elf就指向創(chuàng)建的實(shí)例本身。

有了__init__方法，在創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候，就不能傳入空的參數(shù)了，必須傳入與__init__方法匹配的參數(shù)，但self不需要傳，Python解釋器自己會(huì)把實(shí)例變量傳進(jìn)去：

和普通的函數(shù)相比，在類(lèi)中定義的函數(shù)只有一點(diǎn)不同，就是第一個(gè)參數(shù)永遠(yuǎn)是實(shí)例變量self，并且，調(diào)用時(shí)，不用傳遞該參數(shù)。除此之外，類(lèi)的方法和普通函數(shù)沒(méi)有什么區(qū)別，所以，你仍然可以用默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)和命名關(guān)鍵字參數(shù)。

繼承

什么是繼承？

繼承是一種創(chuàng)建類(lèi)的方法，在python中，一個(gè)類(lèi)可以繼承來(lái)自一個(gè)或多個(gè)父類(lèi)。原始類(lèi)稱為基類(lèi)或超類(lèi)。

查看繼承：

什么時(shí)候用繼承？

假如已經(jīng)有幾個(gè)類(lèi)，而類(lèi)與類(lèi)之間有共同的變量屬性和函數(shù)屬性，那就可以把這幾個(gè)變量屬性和函數(shù)屬性提取出來(lái)作為基類(lèi)的屬性。而特殊的變量屬性和函數(shù)屬性，則在本類(lèi)中定義，這樣只需要繼承這個(gè)基類(lèi)，就可以訪問(wèn)基類(lèi)的變量屬性和函數(shù)屬性?？梢蕴岣叽a的可擴(kuò)展性。

繼承和抽象（先抽象再繼承）

抽象即提取類(lèi)似的部分?；?lèi)就是抽象多個(gè)類(lèi)共同的屬性得到的一個(gè)類(lèi)。

Garen類(lèi)和Riven類(lèi)都有nickname、aggressivity、life_value、script四個(gè)變量屬性和attack()函數(shù)屬性，這里可以抽象出一個(gè)Hero類(lèi)，里面有里面包含這些屬性。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，上述Hero.init(self,…)，不能算作子類(lèi)調(diào)用父類(lèi)的方法。因?yàn)槲覀內(nèi)绻サ簦℉ero）這個(gè)繼承關(guān)系，代碼仍能得到預(yù)期的結(jié)果。

總結(jié)python中繼承的特點(diǎn)：

在子類(lèi)中，并不會(huì)自動(dòng)調(diào)用基類(lèi)的init()，需要在派生類(lèi)中手動(dòng)調(diào)用。

在調(diào)用基類(lèi)的方法時(shí)，需要加上基類(lèi)的類(lèi)名前綴，且需要帶上self參數(shù)變量。

先在本類(lèi)中查找調(diào)用的方法，找不到才去基類(lèi)中找。

繼承的優(yōu)缺點(diǎn)探討

子類(lèi)化內(nèi)置類(lèi)型的缺點(diǎn)

1. 內(nèi)置類(lèi)型的方法不會(huì)調(diào)用子類(lèi)覆蓋的方法

內(nèi)置類(lèi)可以子類(lèi)化，但是內(nèi)置類(lèi)型的方法不會(huì)調(diào)用子類(lèi)覆蓋的方法。下面以繼承dict的自定義子類(lèi)重寫(xiě)__setitem__為例說(shuō)明：

從輸出可以看到，鍵值對(duì)one=1和three=3存入a時(shí)均調(diào)用了dict的__setitem__，只有[]運(yùn)算符會(huì)調(diào)用我們預(yù)先覆蓋的方法。

問(wèn)題的解決方式在于不去子類(lèi)化dict，而是子類(lèi)化colections.UserDict。

2、子類(lèi)化collections中的類(lèi)

用戶自定義的類(lèi)應(yīng)該繼承collections模塊，如UserDict，UserList，UserString。這些類(lèi)做了特殊設(shè)計(jì)，因此易于拓展。子類(lèi)化UserDict的代碼如下：

小結(jié)：上述問(wèn)題只發(fā)生在C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的內(nèi)置類(lèi)型子類(lèi)化情況中，而且只影響直接繼承內(nèi)置類(lèi)型的自定義類(lèi)。相反，子類(lèi)化使用Python編寫(xiě)的類(lèi)，如UserDict或MutableMapping就不會(huì)有此問(wèn)題。

多重繼承

1. 方法解析順序(Method Resolution Order，MRO)

在多重繼承中存在不相關(guān)的祖先類(lèi)實(shí)現(xiàn)同名方法引起的沖突問(wèn)題，這種問(wèn)題稱作“菱形問(wèn)題”。Python依靠特定的順序遍歷繼承圖，這個(gè)順序叫做方法解析順序。如圖，左圖是類(lèi)的UML圖，右圖中的虛線箭頭是方法解析順序：

2、super

提到類(lèi)的屬性__mro__，就會(huì)提到super:

super 是個(gè)類(lèi),既不是關(guān)鍵字也不是函數(shù)等其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

作用：super是子類(lèi)用來(lái)調(diào)用父類(lèi)方法的。

語(yǔ)法：super(a_type, obj);

a_type是obj的__mro__，當(dāng)然也可以是__mro__的一部分，同時(shí)issubclass(obj,a_type)==true

舉個(gè)例子, 有個(gè) MRO: [A, B, C, D, E, object]

我們這樣調(diào)用:super(C, A).foo()

super 只會(huì)從 C 之后查找，即: 只會(huì)在 D 或 E 或 object 中查找 foo 方法。

下面構(gòu)造一個(gè)菱形問(wèn)題的多重繼承來(lái)深化理解：

輸出如下：

分析：d.pingpong()執(zhí)行super.ping()，super按照MRO查找父類(lèi)的ping方法，查詢?cè)陬?lèi)B到ping之后輸出了B.ping()。

3. 處理多重繼承的建議

（1）把接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承區(qū)分開(kāi)；

繼承接口：創(chuàng)建子類(lèi)型，是框架的支柱；

繼承實(shí)現(xiàn)：通過(guò)重用避免代碼重復(fù)，通常可以換用組合和委托模式。

（2）使用抽象基類(lèi)顯式表示接口；

（3）通過(guò)混入重用代碼；混入類(lèi)為多個(gè)不相關(guān)的子類(lèi)提供方法實(shí)現(xiàn)，便于重用，但不會(huì)實(shí)例化。并且具體類(lèi)不能只繼承混入類(lèi)。

（4）在名稱中明確指明混入；Python中沒(méi)有把類(lèi)聲明為混入的正規(guī)方式，Luciano推薦在名稱中加入Mixin后綴。如Tkinter中的XView應(yīng)變成XViewMixin。

（5）抽象基類(lèi)可以作為混入，反過(guò)來(lái)則不成立；抽象基類(lèi)與混入的異同：

抽象基類(lèi)會(huì)定義類(lèi)型，混入做不到；

抽象基類(lèi)可以作為其他類(lèi)的唯一基類(lèi)，混入做不到；

抽象基類(lèi)實(shí)現(xiàn)的具體方法只能與抽象基類(lèi)及其超類(lèi)中的方法協(xié)作，混入沒(méi)有這個(gè)局限。

（6）不要子類(lèi)化多個(gè)具體類(lèi)；具體類(lèi)可以沒(méi)有，或者至多一個(gè)具體超類(lèi)。例如，Class Dish(China，Japan，Tofu)中，如果Tofu是具體類(lèi)，那么China和Japan必須是抽象基類(lèi)或混入。

（7）為用戶提供聚合類(lèi)；聚合類(lèi)是指一個(gè)類(lèi)的結(jié)構(gòu)主要繼承自混入，自身沒(méi)有添加結(jié)構(gòu)或行為。Tkinter采納了此條建議。

（8）優(yōu)先使用對(duì)象組合，而不是類(lèi)繼承。優(yōu)先使用組合可以令設(shè)計(jì)更靈活。組合和委托可以代替混入，但不能取代接口繼承去定義類(lèi)型層次結(jié)構(gòu)。