一文了解什麼是Python物件導向中的繼承

1、什麼是繼承？

繼承指的是類別與類別之間的關係，是一種什麼是什麼的關係，功能之一就是用來解決程式碼重複使用問題。

繼承是一種建立新類別的方式，在python中，新建的類別可以繼承一個或多個父類，父類又可稱為基底類別或超類，新建的類別稱為派生類或子類，繼承又分為單繼承和多繼承。

class ParentClass1: #定义父类
    pass
class ParentClass2: #定义父类
    pass
class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass
    pass
class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass
print(Son1.__bases__)  # 查看所有继承的父类
print(Son2.__bases__)
===============
(<class &#39;__main__.Father1&#39;>,)
(<class &#39;__main__.Father1&#39;>, <class &#39;__main__.Father2&#39;>)

2、繼承與抽象

抽象分成兩個層次：

1.將歐巴馬與梅西這兩個物件比較像的部分抽取成類別；

2.將人，豬，狗這三個類別比較像的部分抽取成父類別。

抽象最主要的作用是分割類別（可以隔離關注點，降低複雜度）

繼承：

#是基於抽象的結果，透過程式語言去實現它，肯定是先經歷抽象這個過程，才能透過繼承的方式去表達出抽象的結構。

抽像只是分析和設計的過程中，一個動作或是說一種技巧，透過抽象可以得到類別。

class animal():   # 定义父类
    country  =  'china'     # 这个叫类的变量
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name   # 这些又叫数据属性
        self.age=age
    def walk(self):         # 类的函数，方法，动态属性
        print('%s is walking'%self.name)
    def say(self):
        pass
class people(animal):  # 子类继承父类
    pass
class pig(animal):    # 子类继承父类
    pass
class dog(animal):  # 子类继承父类
    pass
aobama=people('aobama',60)   # 实例化一个对象
print(aobama.name)
aobama.walk()
===================
aobama
aobama is walking

3、派生

1.在父類別的基礎上產生子類，產生的子類別就叫做派生類。

2.父類別裡沒有的方法，在子類別中有了，這樣的方法就叫做衍生方法。

3.父類別裡有，子類別也有的方法，就叫做方法的重寫（就是把父類別裡的方法重寫了）。

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範例1

class Hero:
    def __init__(self, nickname,
                 aggressivity,
                 life_value):
        self.nickname = nickname
        self.aggressivity = aggressivity
        self.life_value = life_value
    def attack(self, enemy):
        enemy.life_value -= self.aggressivity
class Garen(Hero):   # 子类继承  hero 父类
    camp='Demacia'   # 子类衍生出的变量
    def attack(self, enemy):   ＃　跟父类的 attack 重名，对象调用的时候以子类的为准
        pass
    def fire(self):    # 父类没有 fire，这里 fire 属于派生出来的东西
        print('%s is firing' %self.nickname)
class Riven(Hero):
    camp='Noxus'
g1=Garen('garen',18,200)
r1=Riven('rivren',18,200)
# print(g1.camp)
# print(r1.camp)
# g1.fire()
g1.attack(g1)

例2

class Hero:
    def __init__(self, nickname,aggressivity,life_value):
        self.nickname = nickname
        self.aggressivity = aggressivity
        self.life_value = life_value
    def attack(self, enemy):
        print('Hero attack')
class Garen(Hero):
    camp = 'Demacia'
    def attack(self, enemy): #self=g1,enemy=r1
        # self.attack(enemy) #g1.attack(r1)，这里相当于无限递归
        Hero.attack(self,enemy)  # 引用 父类的 attack，对象会去跑 父类的 attack
        print('from garen attack')  # 再回来这里
    def fire(self):
        print('%s is firing' % self.nickname)
class Riven(Hero):
    camp = 'Noxus'
g1 = Garen('garen', 18, 200)
r1 = Riven('rivren', 18, 200)
g1.attack(r1)
# print(g1.camp)
# print(r1.camp)
# g1.fire()

4、組合與重用性

重用性：

方式1：不透過繼承的方式重複使用屬性，指名道姓的使用哪個類別的屬性。

class Hero:
    def __init__(self,nickname,gongji,life):
        self.nickname=nickname
        self.gongji=gongji
        self.life=life
    def attack(self,obj):
        print('from Hero attack')
class Garen:
    def __init__(self,nickname,gongji,life,script):
        Hero.__init__(self,nickname,gongji,life)   # 这里引用Hero类的 init，不用再自己从新定义一遍 init
        self.script=script   # 父类 init 没有 script，这里是新加进来的属性
    def attack(self,obj):  # 在这里自己定义新的 attack，不再使用父类的 attack
        print('from Garen attack')
    def fire(self):  # 在这里定义新的功能
        print('from Garen fire')
g1=Garen('garen',18,200,'人在塔在')
print(g1.script)
人在塔在

提示：用已經有的類別建立一個新的類，這樣就重用了已經有的軟體中的一部分甚至大部分，大大省了程式設計工作量，這就是常說的軟體重用，不僅可以重複使用自己的類，也可以繼承別人的，例如標準函式庫，來客製化新的資料類型，這樣就是大大縮短了軟體開發週期，對大型軟體開發來說，意義重大。

注意：像g1.life之類的屬性引用，會先從實例中找life，然後去類別中找，然後再去父類別中找...直到最頂級的父類別。

方式2：透過繼承

範例1

class Hero():
    def __init__(self, nickname, gongji, life):
        self.nickname = nickname
        self.gongji = gongji
        self.life = life
    def attack(self, obj):
        print('from Hero attack')
        obj.life -= self.gongji
class Garen(Hero):   # 使用 super方式需要继承
    camp = 'Demacia'
    def __init__(self, nickname, gongji, life):
        super().__init__(nickname, gongji, life)
    def attack(self, obj):  # 在这里自己定义新的 attack，不再使用父类的 attack
        super(Garen, self).attack(obj)  # PY3中super可以不给参数，PY2中第一个参数必须是自己的类,self，可以使用
        父类的方法，方法需要给参数就给参数
    def fire(self):  # 在这里定义新的功能
        print('from Garen fire')
g1 = Garen('garen1', 18, 200)
g2 = Garen('garen2', 20, 100)
print(g2.life)
g1.attack(g2)
print(g2.life)
100
from Hero attack
82

範例2

class A:
    def f1(self):
        print('from A')
        super().f1()    
        # 这种不需要继承也可以使用到 super，为什么，要看 C的 MRO表
class B:
    def f1(self):
        print('from B')
class C(A,B):
    pass
print(C.mro())
#[<class &#39;__main__.C&#39;>,
# <class &#39;__main__.A&#39;>,
# <class &#39;__main__.B&#39;>, #  B在A的后面，当A指定 super().f1 会找到 B的 f1
# <class &#39;object&#39;>]
c=C()
c.f1()

組合：

軟體重用的重要方式除了繼承之外還有另一種方式，即：組合。

組合：一個物件的資料屬性是另一個對象，稱為組合。

class Equip: #武器装备类
    def fire(self):
        print('release Fire skill')
class Riven: #英雄Riven的类,一个英雄需要有装备,因而需要组合Equip类
    camp='Noxus'
    def __init__(self,nickname):
        self.nickname=nickname
        self.equip=Equip() #用Equip类产生一个装备,赋值给实例的equip属性
r1=Riven('锐雯雯')
r1.equip.fire() #可以使用组合的类产生的对象所持有的方法
release Fire skill

組合的方式：

組合與繼承都是有效地利用已有類別的資源的重要方式。但二者的概念和使用場景皆不同。

1.繼承的方式

透過繼承建立了衍生類別與基底類別之間的關係，它是一種'是'的關係，例如白馬是馬，人是動物。

當類別之間有很多相同的功能，提取這些共同的功能做成基類，用繼承比較好，比如老師是人，學生是人

2.組合的方式

用組合的方式建立了類與組合的類之間的關係，它是一種'有'的關係,比如教授有生日，教授教python和linux課程，教授有學生s1、s2 、s3...

class People:
    def __init__(self,name,age,sex):
        self.name=name
        self.age=age
        self.sex=sex
class Course:
    def __init__(self,name,period,price):
        self.name=name
        self.period=period
        self.price=price
    def tell_info(self):
        print(&#39;<%s %s %s>&#39; %(self.name,self.period,self.price))
class Teacher(People):
    def __init__(self,name,age,sex,job_title):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.job_title=job_title
        self.course=[]
        self.students=[]
class Student(People):
    def __init__(self,name,age,sex):
        People.__init__(self,name,age,sex)
        self.course=[]
egon=Teacher(&#39;egon&#39;,18,&#39;male&#39;,&#39;沙河霸道金牌讲师&#39;)
s1=Student(&#39;牛榴弹&#39;,18,&#39;female&#39;)
python=Course(&#39;python&#39;,&#39;3mons&#39;,3000.0)
linux=Course(&#39;python&#39;,&#39;3mons&#39;,3000.0)
#为老师egon和学生s1添加课程
egon.course.append(python)
egon.course.append(linux)
s1.course.append(python)
#为老师egon添加学生s1
egon.students.append(s1)
#使用
for obj in egon.course:
    obj.tell_info()

5、介面與歸一化設計

a、為何要用介面？

介面提取了一群類別共同的函數，可以把介面當作一個函數的集合。

然後讓子類別去實作介面中的函數。

這麼做的意義在於歸一化，什麼叫歸一化，就是只要是基於同一個介面實現的類，那麼所有的這些類產生的物件在使用時，從用法上來說都一樣。

歸一化的好處在於：

歸一化讓使用者不需要關心物件的類別是什麼，只需要的知道這些物件都具備某些功能就可以了，這極大地降低了使用者的使用難度。 ###

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')

###上面的程式碼只是看起來像接口，其實並沒有起到接口的作用，子類別完全可以不用去實現接口，這就用到了抽象類別。 #########6、抽象類別#########子類別必須繼承抽象類別的方法，不然報錯。 #########什麼是抽象類別？ #########與java一樣，python也有抽象類別的概念但是同樣需要藉助模組實現，抽象類別是一個特殊的類，它的特殊之處在於只能被繼承，不能被實例化# ########為什麼要有抽象類別？ #########如果說類別是從一堆物件中抽取相同的內容而來的，那麼抽象類別就是從一堆類別中抽取相同的內容而來的，內容包括資料屬性和函數屬性。 ###

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。

抽象类与接口

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。

例1

import abc
#抽象类：本质还是类，与普通类额外的特点的是：加了装饰器的函数，子类必须实现他们
class Animal(metaclass=abc.ABCMeta):   # 抽象类是用来被子类继承的，不是用来实例化的
    tag='123123123123123'
    @abc.abstractmethod   # 如果子类没有我这个函数，主动抛出异常
    def run(self):
        pass
    @abc.abstractmethod
    def speak(self):
        pass
class People(Animal):
    def run(self):   # 子类必须有抽象类里的装饰器下面的函数
        pass
    def speak(self):
        pass
peo1=People()   # 实例化出来一个人
print(peo1.tag)

例2

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
#一切皆文件
import abc #利用abc模块实现抽象类
class All_file(metaclass=abc.ABCMeta):
    all_type='file'
    @abc.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
    @abc.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)

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