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​既是爸爸又是爷爷?Python 多继承中的一个诡异现象

Python绿色通道 • 2 年前 • 316 次点击  

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我们知道,在面向对象编程里面,继承是一个很重要的概念。子类可以使用父类的方法和属性。例如下面这段代码:

class Father:
    def __init__(self):
        self.address = '上海'

    def say(self):
        print('我是爸爸')

class Son(Father):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def say(self):
        print('我是儿子')

son = Son()
print(son.address)

运行效果如下图所示:

从图中可以看到,子类并没有self.address这个属性,但是当我们直接打印的时候,并不会报错,它会自动使用父类的address属性。

显然,如果一个属性,子类也没有,父类也没有,那肯定会报错,如下图所示:

我们也知道,Python 是支持多继承的,一个子类可以有多个父类。那么,大家请看下面这段代码:

class GrandFather:
    def __init__(self):
        self.address = '上海'

    def say (self):
        print('我是爸爸')

class Father:
    def __init__(self):
        self.age = 100
    
    def where(self):
        print('我现在住在:', self.address)

class Son(GrandFather, Father):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def say(self):
        print('我是儿子')

son = Son()
son.where()

运行效果如下图所示:

大家仔细观察,会发现这段代码有点奇怪。我调用的是son.where()方法,由于Son类没有这个方法,于是它会去它的两个父类里面找。于是在Father这个父类里面找到了。于是执行Father里面的where()方法,目前为止没有问题。

但接下来就不对了,.where()方法里面,调用了self.address属性。可问题是Father这个类它并没有.address属性啊!而且Father也没有父类,那么这个.address属性是从哪里来的?

难道说,在开发者不知道的隐秘的角落里面,GrandFather 类悄悄成为了Father的父类?这样一来,GrandFather岂不是又是 C 的父类,又是 C 的父类的父类?GrandFather既是爸爸又是爷爷?

实际上,并不存在这么混乱的关系。要解释这个现象,我们就要从self这个东西说起。

我们知道,类的属性都是以self开头,方法的第一个参数也是self。那么这个 self 到底是什么东西?我们用一段小代码来看看它是什么东西:

class A:
    def get_self(self):
        return self

test = A()
what_is_self = test.get_self()

test is what_is_self

运行效果如下图所示:

从图里面可以看到,self实际上就是这个类的实例。我们再来看有继承的情况:

class A:
    def get_self(self):
        return self

class B(A):
    def __init__(self):
        ...

test = B()
what_is_self = test.get_self()

print(what_is_self)

从图中可以看到,虽然我在 A 类的.get_self()方法中返回了self,但这个self实际上是 B 类的实例。因为我自始至终就只初始化了 B 类,并没有初始化 A 类。A 虽然是 B 类的父类。但父类的 self 都会变成子类的实例。

明白这一点以后,前面的问题就很好解释了,我们多打印一些信息:

大家注意画红线的地方,self始终都是Son类的实例。所以,一开始初始化.address的时候,就是初始化的Son的实例的.address属性。后面在.where里面调用.address的时候,也是读取的Son的实例的.address属性。所以,并不存在Father类去读GrandFather类的情况。自始至终,都是Son类的实例在进行各种操作。

所以,在这个例子里面,当使用了继承以后,所有父类的属性和方法,子类如果有相同的名字,那么以子类的为准。如果子类没有定义,那么父类的属性和方法,其实都会跑到子类里面去。所有看起来是父类进行的操作,其实都是子类在进行。上面的代码,甚至可以近似等价于:

由于say方法在子类中有了定义,所以子类覆盖父类。以子类的say方法为准。whereaddress由于子类没有定义,所以Father类的where方法和GrandFather里面的address属性,都会直接到子类里面。


- END -

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