Python3.4 Tutorial9 - Classes (Part 3) -图灵社区

9.5 继承(Inheritance)

当然，一个有“类”的语言中如果不支持继承的特性，是没有什么价值的。派生类(Derived Class)的定义语法如下：

class DerivedClassName(BaseClassName):
     <statement-1>
     .
     .
     .
     <statement-N>

BaseClassName这个名字必须定义在包含派生类定义的作用域中。在放基类名的地方，任何其他的表达式也是可以使用的。例如，当基类定义在其他模块的时候这会很有用：

class DerivedClassName(modname.BaseClassName):

派生类的执行和基类一样。当类对象构造完成后，基类对象也会被记住。在处理属性引用时会用到：如果需要的属性在当前类中没找到，会继续在基类中搜索。如果基类本身又是另一个类的派生类的话，这项规则会递归的执行。

派生类的实例化没有什么特别之处：DerivedClassName()创建类的一个新实例。方法引用会有如下的处理：相应的类属性会被查找，如果有必要的话会在基类链上继续查找，只有过程中找到一个函数对象这个方法引用就是合法的。

派生类可以重写基类的方法。由于方法在调用同一个对象的其他方法时没有特殊权限，父类的一个方法调用这个父类定义的另一个方法时，会调用到派生类中重写的方法。（对于C++程序员来说：Python中所有的方法都是virtual的。）

在派生类中重写一个方法实际上是想拓展基类的同名方法，而不只是替换它。有一个直接调用基类方法的简单方式：直接调用BaseClassName.methodname(self, arguments)。有时候这对客户也是有用的。（注意，这段代码只有当BaseClassName在全局作用域中可访问时才是可用的。）

Python有两个和继承相关的内建函数：

使用isinstance()检查一个实例的类型：isinstance(obj, int)只有当obj.__class__是int或其他派生自int的类时才会是True。
使用issubclass()检查类的继承关系：issubclass(bool, int)是True，因为bool是int的一个子类。然而，issubclass(float, int)是False，因为float不是int的子类。

9.5.1 多继承(Multiple Inheritance)

Python是支持多继承的。一个类带有多个基类的定义方式如下：

class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
     <statement-1>
     .
     .
     .
     <statement-N>

在大多数情况下，你可以简单的认为在父类中查找继承的属性是一个深度优先、从左到右的过程，同一个类里在继承结构中重叠的部分不会被搜索两次。因此，如果一个属性在DerivedClassName中找不到，它会在Base1中查找，然后（递归的）在Base1的基类中查找，如果都没有找到，会去Base2中查找，以此类推。

实际的查找过程会稍微复杂一些；方法的搜索顺序会根据super()的调用而动态变化（附上原文：method resolution order changes dynamically to support cooperative calls to super()）。这种方法在其他的多继承语言中以call-next-method被熟知，并且比单继承语言中的超类调用更有用。

动态排序是很有必要的，因为所有的多继承关系都是呈一个或多个菱形结构（在从最底层的类到父类的多条路径中至少有一条是可以访问到的）。例如，所有的类都继承自object，所以任何一个多继承都提供了不止一条到达object的路径。为了保证基类可以被多次访问到，动态算法将查找顺序线性化，使每个类中都是保持从左到右的顺序（翻译的比较混乱，原文是：the dynamic algorithm linearizes the search order in a way that preserves the left-to-right ordering specified in each class），这样每个父类只被调用一次，就不再改变了（这意味着，一个类被继承时不会影响它父类的搜索顺序。）。综上考虑，这个属性使得使用多继承设计一个可靠的、可拓展的类成为可能。更多的细节，请参考https://www.python.org/download/releases/2.3/mro/。

9.6 私有变量(Private Variables)

在Python中，不存在无法访问的“私有”实例变量。然而，在大多数的Python代码中都会遵循这样的约定：以下划线'_'为前缀的名称（例如_spam）应当作为非公有的API来对待（无论它是函数、方法还是一个数据成员）。应该把它作为一个实现细节对待，并且如果改变了也不会有任何通知。

因为有一个中合法的使用类私有成员的情况（即为了避免和子类中的名称冲突），所以为这个机制提供了有限的支持，称为名称重整(name mangling)。任何使用__spam形式（前面最少有两个下划线，后面最多跟一个下划线）的标识符都会在结构上被替换为_classname__spam，其中classname是当前类名去掉开头下划线的部分。标识符在语法上的位置不会影响重整的完成，只要它出现在类的定义中即可。

名称重整用于，让子类在不打断内部方法调用的情况下重写父类方法。例如：

class Mapping:
    def __init__(self, iterable):
        self.items_list = []
        self.__update(iterable)

    def update(self, iterable):
        for item in iterable:
            self.items_list.append(item)

    __update = update   # private copy of original update() method

class MappingSubclass(Mapping):

    def update(self, keys, values):
        # provides new signature for update()
        # but does not break __init__()
        for item in zip(keys, values):
            self.items_list.append(item)

请铭记，重整的规则的设计是用来避免冲突的；所以，仍然可以访问或修改一个被认为是私有的变量。在特殊情况下这也可能是有用的，例如调试的时候。

注意，传递给exec()或eval()的代码不会认为调用类的类名是当前类；这和global语句的作用类似，字节编译在一起的代码也有这个限制。相同的限制也适用于getattr()，setattr()和delattr()，以及直接引用__dict__的时候。

9.7 杂记(Odds and Ends)

有时候，有和Pascal中的“记录(record)”或C中的“结构体(struct)”相似的数据类型会很有用，可以将一些命名后的数据绑定在一起。一个空的类定义可以很好的做到这个：

class Employee:
    pass

john = Employee() # Create an empty employee record

# Fill the fields of the record
john.name = 'John Doe'
john.dept = 'computer lab'
john.salary = 1000

一段Python代码中如果需要一种独特的抽象数据类型，通常可以将一个类传递过去，而不是使用模拟那种数据类型的方法来实现。例如，有一个函数用来格式化文件对象中的一些数据，你可以定义一个带read()和readline()方法的，从字符串缓冲区中读取数据类来代替文件对象，并将它作为参数传递。

实例方法对象也有属性：m.__self__代表拥有方法m()的那个实例对象，m.__func__是代表方法的那个函数对象。

9.8 异常也是类

用户定义的异常也是被类标识的。应用这个机制，可以创建出可拓展的异常继承体系。

raise语句有两个新的（语义上）合法的形式：

raise Class

raise Instance

第一种形式，Class必须是type的实例或从它的一个派生类。第一种形式是下面的简写：

raise Class()

在except子句中的类和被抛出的异常类自身或它的基类是相容的（但是反过来却不行——except子句中列出的派生类，和它们基类的异常是不兼容的）。例如，下面的代码会按顺序输出B，C，D：

class B(Exception):
    pass
class C(B):
    pass
class D(C):
    pass

for cls in [B, C, D]:
    try:
        raise cls()
    except D:
        print("D")
    except C:
        print("C")
    except B:
        print("B")

注意，如果这些异常子句的顺序倒过来（except B放在第一个位置），它会打印B，B，B——第一个except子句总会匹配上。

当一个未处理的异常的错误消息被打印出来时，异常类的类名会被打印，后面跟着一个冒号和一个空格，最后是使用内建函数str()转换为string的异常实例。

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