Python多重继承引发的问题——牛逼的super

Posted 2020-10-21

    少说废话多做事先上一个图，此图用win7下的画图工具所画，当然，这不是重点

    需要清楚的一个事情是：

        任何类，都默认并隐式的继承object类（根类），在上面的图中，Transformers类同时继承了Car和Ship类。那么Car和Ship又隐式的继承了object类，注意，这个object类不是我自己定义的

        而是python的。

    根据上面的图，编写代码

class Car:
    #描述汽车
    call_car_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, car_name):
        self.car_name = car_name

    def land_run(self):
        print("{0} Run on land".format(self.car_name))
        self.call_car_record += 1

class Ship:
    #描述轮船
    call_ship_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, ship_name):
        self.ship_name = ship_name

    def running_in_sea(self):
        print("{0} Running in the sea".format(self.ship_name))
        self.call_ship_record += 1

class Transformers(Car, Ship):
    #变形金刚
    call_tran_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, car_name, ship_name, tran_name):
        Car.__init__(self, car_name)
        Ship.__init__(self, ship_name)
        self.tran_name = tran_name

    def transfiguration(self):
        print("{0} start Transfiguration...".format(self.tran_name))
        self.call_tran_record += 1

if __name__ == '__main__':

    t = Transformers("byd", "gz01", "toby")
    t.land_run()
    t.running_in_sea()
    t.transfiguration()
    print(t.call_tran_record, t.call_car_record, t.call_ship_record)

"""
输出的结果:
    byd Run on land
    gz01 Running in the sea
    toby start Transfiguration...
    1 1 1
"""

    那么，上面的代码，面临的问题正是我在上图中的描述，也就是说object类被隐式的调用了两次，只是目前没有察觉到，但是确实存在。

    OK！！！我想证明这个问题，证实它是不是被调用两次。我再上一个图，如下：

    上面的图，就是传说中的砖石继承，啥是砖石继承？只是这个类的继承视图看起来和砖石一样，当然这只是我的理解。

    如果用这个图来证明BaseClass会不会被调用2次，那么需要转化成代码。代码如下：

class BaseClass:
    num_base_calls = 0 #记录基类被调用次数
    def work(self):
        print("work method of calling base class")
        self.num_base_calls += 1

class AClass(BaseClass):
    num_aclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        BaseClass.work(self)
        print("work method of calling AClass class")
        self.num_aclass_calls += 1

class BClass(BaseClass):
    num_bclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        BaseClass.work(self)
        print("work method of calling BClass class")
        self.num_bclass_calls += 1

class CClass(AClass, BClass):
    num_cclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        AClass.work(self)
        BClass.work(self)
        print("Calling work method on CClass")
        self.num_cclass_calls += 1

if __name__ == '__main__':

    c = CClass()
    c.work()
    print(c.num_cclass_calls, c.num_aclass_calls, c.num_bclass_calls, c.num_base_calls)


"""
结果输出：
work method of calling base class
work method of calling AClass class
work method of calling base class
work method of calling BClass class
Calling work method on CClass
1 1 1 2
"""

    从输出的结果来看，BaseClass真的被调用了两次，这个基类是我自己定义的，这不是隐式调用，是明目张胆的在调用啊！！！

    如何解决这个问题？专业人士说用super，我不信，所以我尝试了一下，改进后的代码如下：

class BaseClass:
    num_base_calls = 0 #记录基类被调用次数
    def work(self):
        print("work method of calling base class")
        self.num_base_calls += 1

class AClass(BaseClass):
    num_aclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        super().work()
        print("work method of calling AClass class")
        self.num_aclass_calls += 1

class BClass(BaseClass):
    num_bclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        super().work()
        print("work method of calling BClass class")
        self.num_bclass_calls += 1

class CClass(AClass, BClass):
    num_cclass_calls = 0 #记录被调用次数
    def work(self):
        super().work()
        print("Calling work method on CClass")
        self.num_cclass_calls += 1
if __name__ == '__main__':

    c = CClass()
    c.work()
    print(c.num_cclass_calls, c.num_aclass_calls, c.num_bclass_calls, c.num_base_calls)
"""
输出结果：
work method of calling base class
work method of calling BClass class
work method of calling AClass class
Calling work method on CClass
1 1 1 1
"""

    事实证明，BaseClass这个基类真的只被调用了一次，这就是super的威力。然而，不管你信不信，反正我是信了。

    

    那分析一下他的调用顺序，我又画了个图：

看图分析：
1、CClass类的work()方法调用了super.work，其实是引用了AClass.work()
2、在AClass.work()中，调用了super.work()，这时候是引用了BClass.work()，而不是BaseClass.work()，这就是所谓的下一个方法
3、接着在BClass.work()中调用了super.work()方法，这时候才是去调用BaseClass.work()方法

    

    现在回到第一个多重继承的例子，在多重继承的例子中，Transformers类的__init__方法中，为了实现能调用两个父类的__init__()方法

    我最初的做法是，分别写了两次调用。这里面临的问题是，有两个父类的初始化方法要调用，而且还是需要不同的参数。

    那么，我一开始就写成如下面代码这样，不是不行，而是不是我追求的目标，我是一个追求完美的人，所以我决定改进它，也是用super去做

class Transformers(Car, Ship):
    #变形金刚
    call_tran_record = 0
    def __init__(self, car_name, ship_name, tran_name):
        Car.__init__(self, car_name) #调用Car类的初始化方法
        Ship.__init__(self, ship_name) #调用Ship类的初始化方法
        self.tran_name = tran_name

    改进后的代码如下：

class Car:
    #描述汽车
    call_car_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, car_name=None, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)
        self.car_name = car_name

    def land_run(self):
        print("{0} Run on land".format(self.car_name))
        self.call_car_record += 1

class Ship:
    #描述轮船
    call_ship_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, ship_name=None, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)
        self.ship_name = ship_name

    def running_in_sea(self):
        print("{0} Running in the sea".format(self.ship_name))
        self.call_ship_record += 1

class Transformers(Car, Ship):
    #变形金刚
    call_tran_record = 0 #记录调用次数
    def __init__(self, tran_name=None, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)
        self.tran_name = tran_name

    def transfiguration(self):
        print("{0} start Transfiguration...".format(self.tran_name))
        self.call_tran_record += 1

if __name__ == '__main__':

    t = Transformers(tran_name="toby", car_name="byd", ship_name="qq")
    t.land_run()
    t.running_in_sea()
    t.transfiguration()
    print(t.call_tran_record, t.call_car_record, t.call_ship_record)

    关于如何分析它的执行顺序？请用“下一个方法”的思路去理解它。

    最后，再总结一下super的牛逼之处

    1、在类的继承层次结构中，只想调用"下一个方法"，而不是父类的方法

    2、super的目标就是解决复杂的多重继承问题（基类被调用两次的问题）

    3、super是绝对的保证，在类的继承层次结构中每一个方法只被执行一次