Python. Наследование

Перевод параграфа 6.4 Inheritance из книги Intermediate Pythonopen in new window.

Наследование — это механизм создания новых классов. Наследники специализируют или изменяют базовые классы добавляя в них новую функциональность. Python поддерживает множественное наследование как C++. Пример одиночного наследования в Python:

class Account:
    """base class for representing user accounts"""
    num_accounts = 0

    def __init__(self, name, balance):
        self.name = name
        self.balance = balance
        Account.num_accounts += 1

    def del_account(self):
        Account.num_accounts -= 1

    def __getattr__(self, name):
        """handle attribute reference for non-existent attribute"""
        return "Hey I dont see any attribute called {}".format(name)

    def deposit(self, amt):
        self.balance = self.balance + amt

    def withdraw(self, amt):
        self.balance = self.balance - amt

    def inquiry(self):
        return "Name={}, balance={}".format(self.name, self.balance)

class SavingsAccount(Account):

    def __init__(self, name, balance, rate):
        super().__init__(name, balance)
        self.rate = rate

    def __repr__(self):
        return "SavingsAccount({}, {}, {})".format(self.name, self.balance, self.rate)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

>>>acct = SavingsAccount("Obi", 10, 1)
>>>repr(acct)
SavingsAccount(Obi, 10, 1)

1
2
3

Ключевое слово super

В одиночной иерархии наследования super используется для ссылки на родительский класс без явного указания на него. Это похоже на метод super в Java. super применяется при переопределении метода, когда требуется вызвать родительскую версию переопределяемого метода. В примере выше, метод __init__ в классе SavingsAccount переопределён, но с помощью super вызывается метод __init__ родительского класса. При множественном наследовании super играет более важную роль.

Множественное наследование

В множественном наследовании класс может иметь несколько родительских классов. Одной из сложностей такого вида наследования является поиск нужной версии метода при его вызове. Представим что класс D наследник классов B и C и нужно вызывать метод родительского класса когда оба родителя имеют этот метод. В Python эта ситуация решается алгоритмом Method Resolution Order (MRO), он определяет как производится поиск метода в классе и всех базовых классах. Порядок методов вычисляется в момент определения класса и сохраняется в поле класса __mro__.

>>> class A:
... def meth(self): return "A"
...
>>> class B(A):
... def meth(self): return "B"
...
>>> class C(A):
... def meth(self): return "C"
...
>>> class D(B, C):
... def meth(self): return "X"
...

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

>>>
>>> D.__mro__
(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
>>>

1
2
3
4

Алгоритм MRO состоит из двух шагов: поиск в глубину слева направо по всем классам в иерархии и удаление повторявшихся классов, кроме последнего вхождения.

В примере выше поиск в глубину по всем классам выдаёт такой список классов:

[D, B, A, C, A, object]

Затем удаление повторяющихся классов, кроме последнего вхождения:

[D, B, C, A, object]

Обратите внимание что если предок явно не задан, то класс наследуются от класса object.

Множественном наследование и super

Рассмотрим иерархию из прошлого примера. Класс A объявляет метод переопределяемый классами B, C и D. Предположим есть требование чтобы все методы вызывались, они сохраняют данные в каждом классе где объявлены, пропуск вызова приведёт к потере данных. Такое требование реализуется с помощью метода super и MRO:

class A(object):

    def meth(self):
        "save A's data"
        print("saving A's data")

class B(A):

    def meth(self):
        "save B's data"
        super(B, self).meth()
        print("saving B's data")

class C(A):

    def meth(self):
        "save C's data"
        super(C, self).meth()
        print("saving C's data")

class D(B, C):

    def meth(self):
        "save D's data"
        super(D, self).meth()
        print("saving D's data")

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

Предположим метод self.meth() вызывается из экземпляра класса D. Тогда super(D, self).meth() найдёт и вызовет метод B.meth(self), так как B первый базовый класс следующий за D в D.__mro__ и B определяет метод meth.

Теперь B.meth вызывает super(B, self).meth() и так как self является экземпляром класса D, следующий класс после B это C (D.__mro__ = [D, B, C, A]) и поиск meth продолжается.

Следующим вызывается C.meth, который в свою очередь вызывает super(C, self).meth().

Следующий после C класс в MRO это A и вызывается метод A.meth. Это исходное определение meth, поэтому вызов super не производится.

Используя super и MRO, интерпретатор находит и вызывает все версии метода meth реализованные в каждом класс иерархии.

Несмотря на всё сказанное, множественного наследования лучше избегать, потому, что для более сложных иерархий, вызовы могут быть намного сложнее чем в приведённых примерах.

# Python. Наследование

# Ключевое слово super

# Множественное наследование

# Множественном наследование и super

Python. Наследование

Ключевое слово super

Множественное наследование

Множественном наследование и super