python学习——多重继承
2016-07-14 08:32
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继承是面向对象编程的一个重要的方式,因为通过继承,子类就可以扩展父类的功能。
回忆一下
Dog - 狗狗;
Bat - 蝙蝠;
Parrot - 鹦鹉;
Ostrich - 鸵鸟。
如果按照哺乳动物和鸟类归类,我们可以设计出这样的类的层次:
但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类,我们就应该设计出这样的类的层次:
如果要把上面的两种分类都包含进来,我们就得设计更多的层次:
哺乳类:能跑的哺乳类,能飞的哺乳类;
鸟类:能跑的鸟类,能飞的鸟类。
这么一来,类的层次就复杂了:
如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”,这么搞下去,类的数量会呈指数增长,很明显这样设计是不行的。
正确的做法是采用多重继承。首先,主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计:
现在,我们要给动物再加上
对于需要
对于需要
通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。
在设计类的继承关系时,通常,主线都是单一继承下来的,例如,
为了更好地看出继承关系,我们把
MixIn的目的就是给一个类增加多个功能,这样,在设计类的时候,我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能,而不是设计多层次的复杂的继承关系。
Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子,Python自带了
比如,编写一个多进程模式的TCP服务,定义如下:
编写一个多线程模式的UDP服务,定义如下:
如果你打算搞一个更先进的协程模型,可以编写一个
这样一来,我们不需要复杂而庞大的继承链,只要选择组合不同的类的功能,就可以快速构造出所需的子类。
由于Python允许使用多重继承,因此,MixIn就是一种常见的设计。
只允许单一继承的语言(如Java)不能使用MixIn的设计。
回忆一下
Animal类层次的设计,假设我们要实现以下4种动物:
Dog - 狗狗;
Bat - 蝙蝠;
Parrot - 鹦鹉;
Ostrich - 鸵鸟。
如果按照哺乳动物和鸟类归类,我们可以设计出这样的类的层次:
但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类,我们就应该设计出这样的类的层次:
如果要把上面的两种分类都包含进来,我们就得设计更多的层次:
哺乳类:能跑的哺乳类,能飞的哺乳类;
鸟类:能跑的鸟类,能飞的鸟类。
这么一来,类的层次就复杂了:
如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”,这么搞下去,类的数量会呈指数增长,很明显这样设计是不行的。
正确的做法是采用多重继承。首先,主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计:
class Animal(object): pass # 大类: class Mammal(Animal): pass class Bird(Animal): pass # 各种动物: class Dog(Mammal): pass class Bat(Mammal): pass class Parrot(Bird): pass class Ostrich(Bird): pass
现在,我们要给动物再加上
Runnable和
Flyable的功能,只需要先定义好
Runnable和
Flyable的类:
class Runnable(object): def run(self): print('Running...') class Flyable(object): def fly(self): print('Flying...')
对于需要
Runnable功能的动物,就多继承一个
Runnable,例如
Dog:
class Dog(Mammal, Runnable): pass
对于需要
Flyable功能的动物,就多继承一个
Flyable,例如
Bat:
class Bat(Mammal, Flyable): pass
通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。
MixIn
在设计类的继承关系时,通常,主线都是单一继承下来的,例如,Ostrich继承自
Bird。但是,如果需要“混入”额外的功能,通过多重继承就可以实现,比如,让
Ostrich除了继承自
Bird外,再同时继承
Runnable。这种设计通常称之为MixIn。
为了更好地看出继承关系,我们把
Runnable和
Flyable改为
RunnableMixIn和
FlyableMixIn。类似的,你还可以定义出肉食动物
CarnivorousMixIn和植食动物
HerbivoresMixIn,让某个动物同时拥有好几个MixIn:
class Dog(Mammal, RunnableMixIn, CarnivorousMixIn): pass
MixIn的目的就是给一个类增加多个功能,这样,在设计类的时候,我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能,而不是设计多层次的复杂的继承关系。
Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子,Python自带了
TCPServer和
UDPServer这两类网络服务,而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型,这两种模型由
ForkingMixIn和
ThreadingMixIn提供。通过组合,我们就可以创造出合适的服务来。
比如,编写一个多进程模式的TCP服务,定义如下:
class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn): pass
编写一个多线程模式的UDP服务,定义如下:
class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn): pass
如果你打算搞一个更先进的协程模型,可以编写一个
CoroutineMixIn:
class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixIn): pass
这样一来,我们不需要复杂而庞大的继承链,只要选择组合不同的类的功能,就可以快速构造出所需的子类。
小结
由于Python允许使用多重继承,因此,MixIn就是一种常见的设计。只允许单一继承的语言(如Java)不能使用MixIn的设计。
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