7.3 類繼承

繼承是代碼重用的好辦法，Python中的繼承就像現實生活中的繼承一樣，子類可以什么都不做就擁有了父類的屬性或方法。

7.3.1 單繼承

單繼承就是一個子類只有一個基類的繼承方式，語法是：class子類名(基類名): …。

還是以汽車為例來講解單繼承。汽車不是只有燃油的傳統小汽車，還有特斯拉這種電動車，雖然它們都是汽車，都有品牌、顏色等屬性，但是在一些細節上還是有區別的。據此可以定義一個Car基類，它包含所有汽車的通用屬性，然后再定義一個OilCar類和ECar類分別代表燃油汽車和電動車：

接下來分別實例化OilCar和ECar類，看看它們是不是真的能夠使用基類的屬性與方法：

由此可見，對象o是OilCar類型，同時也是Car的一個實例。子類不但可以直接使用父類的屬性（brand、color）與方法（print_car），而且還可以增加新方法（power）。

7.3.2 多繼承

多繼承就是一個子類可以繼承多個父類的繼承方式，相對于單繼承來說，多繼承更復雜也更難以控制，容易造成菱形繼承問題，即兩個父類同時繼承了一個基類，而子類會包含多個父類的內容，產生代碼歧義，因此很多編程語言都摒棄了這種繼承方式如Java和C#。Python是允許多繼承的，這對于開發人員來說即提供了更多的代碼編寫方案，同時也引入了更多的潛在問題，因此開發人員應時刻注意多繼承的風險。

雖然編者并不建議開發人員使用多繼承的方式編寫代碼，但是仍在這里對多繼承做一個簡單介紹，多繼承的語法與單繼承類似：class子類名(基類1,基類2…): …。下面是一個非常簡單的多繼承的例子：

類C同時繼承了類A和類B，那么它應該同時擁有類A和類B的屬性與方法，執行以下代碼進行查看：

    >>> c = C()
    >>> c.run(5)
    我在以5米/秒的速度跑步
    >>> c.speak("你好")
    我在說： 你好

上面的代碼非常簡單，因為類A和類B既沒有構造函數也沒有重復的屬性和方法，那么如果它們都有構造函數并且有同名的方法時會發生什么呢？

執行以下代碼：

    >>> c = C(18)
    >>> c.intro()
    我叫 18
    >>> c.run(5)
    我在以5米/秒的速度跑步
    >>> c.speak("你好")
    我在說： 你好

從上面的執行結果來看，本來我想介紹我的年齡，但是卻輸出了“我叫18”，而另外兩個方法還能正常執行。這種現象是繼承順序導致的，類A在類B的前面，所以對于同名的屬性與方法子類都會調用類A的。

上面是普通方法在多繼承中的表現，對于構造方法來說就更復雜了。Python中類的構造方法基本按照以下方式執行。

如果子類有自己的構造方法，那么在實例化子類的時候就會執行子類的構造方法，不會執行基類的構造方法，例如：

如果子類沒有構造方法，在單繼承中則會直接調用基類的構造方法，例如：

如果子類有多個基類并且子類沒有自己的構造函數，則會按順序查找父類，找到第一個有構造函數的基類并執行，例如：

7.3.3 方法重載

有時雖然父類已經提供了一些方法，但是這些方法可能不能滿足子類的需求，所以可以在子類中對父類方法進行重寫。

還是以單繼承為例，前面的例子中子類OilCar和ECar都直接使用了父類的print_car()方法，接下來希望在print_car()函數的輸出中還能展示當前車輛的動力類型，此時就需要重寫父類的print_car()方法，具體修改如下：

重新調用print_car()方法查看執行結果：

    >>> o = OilCar("奔馳", "紅色")
    >>> o.print_car()
    品牌： 奔馳 , 顏色： 紅色 , 動力：汽油
    >>> e = ECar("特斯拉", "黑色")
    >>> e.print_car()
    品牌： 特斯拉 , 顏色： 黑色 , 動力：電池

執行正常，子類已經重寫了父類方法，而且不同的子類之間沒有干擾。

7.3.4 super函數

仔細觀察上面方法重載的例子可以發現，兩個子類中print_car()非常相似，只有很少的一部分代碼有區別，本著代碼重用原則，可以使用super函數在子類中調用父類方法，以達到減少子類代碼冗余的目的。

Super是Python的內置函數，可以用來調用父類的方法，這在方法被重載時非常有用。Super函數的語法：super([type[,object-or-type]])。

Super函數有兩種用法：①在單繼承結構中，super可以隱式地返回父類。②支持多繼承，這也是除Python外幾乎目前所有編程語言中唯一一種能做到合理使用多繼承的方式，super使得開發人員可以很好地解決菱形繼承問題。不管哪種用法，super的調用都類似下面形式：

    class C(B):
    def method(self, arg):
        super().method(arg)    #等同于: super(C, self).method(arg)

了解了以上知識后，使用super修改上面代碼：

7.3.5 訪問權限

前面例子中所有類的屬性與方法都是公有的，也就是說，子類可以沒有限制地使用基類的任何成員。但是有時還需要對類成員的訪問權限加以控制，如只允許類內部使用，或者只允許類本身和子類使用。

□ 類的私有屬性如下。

__private_attrs：以兩個下畫線開頭，不能在類的外部使用，在類內部使用時：self.__ private_attrs。

□ 類的私有方法：

__private_methods：以兩個下畫線開頭，不能在類的外部使用，在類內部使用時：self.__private_methods。

讀者可通過下面的例子看看私有屬性與公有屬性的區別：

訪問公有變量與私有變量：

可見在類外部是不能訪問私有變量的，但是其實Python的私有變量是一個偽私有變量，使用dir函數（dir是Python的內置函數，可以用來查看對象的所有屬性與方法）查看實例at：

從輸出結果可見，at包含了一個屬性_AccessTest__private，這個屬性其實就是我們前面定義的__private屬性，這是Python的名稱修飾（name mangling）功能對__private的重命名。我們繼續訪問這個_AccessTest__private屬性，看看它是不是真的等于__private呢？

    >>> print(at._AccessTest__private)
    1

果然符合預期。