对人类的抽象可以定义为Person类,而学生、老师等,也都是人类,所以,在Python当中,如果定义学生Student的类,可以继承Person类。
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
接着定义Student类,在定义Student类的时候,由于继承了Person类,所以Student类自动拥有name、gender属性,因此,在定义Student类的时候,只需要把额外的属性加上即可。
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
student = Student('Alice', 'girl', 100)
print(student.name) # ==> Alice
print(student.gender) # ==> girl
print(student.score) # ==> 100
在定义继承类的时候,有几点是需要注意的:
__init__()
方法,需要调用super(Student, self).__init__(name, gender)
,来初始化从父类继承过来的属性随着我们学习步伐的前进,我们的程序会出现越来越多的类型,有我们自己定义的类,也有Python自有的str、list、dict等,他们的本质都是都是Python中的一种数据类型,这时有必要去判断数据的类型,通过函数isinstance()可以判断一个变量的类型。
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name, gender)
self.course = course
p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:
>>> isinstance(p, Person)
True # p是Person类型
>>> isinstance(p, Student)
False # p不是Student类型
>>> isinstance(p, Teacher)
False # p不是Teacher类型
这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。 我们再考察 s:
>>> isinstance(s, Person)
True # s是Person类型
>>> isinstance(s, Student)
True # s是Student类型
>>> isinstance(s, Teacher)
False # s不是Teacher类型
s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。
这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。
isinstance也可以用于Python自有数据类型的判断。
s = 'this is a string.'
n = 10
isinstance(s, int) # ==> False
isinstance(n, str) # ==> False
类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ,并都写了一个who() 方法:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
def who(self):
return 'I am a Person, my name is %s' % self.name
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
def who(self):
return 'I am a Student, my name is %s' % self.name
class Teacher(Person):
def __init__(self, name, gender, course):
super(Teacher, self).__init__(name, gender)
self.course = course
def who(self):
return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name
接着,我们分别把不同类型的who()函数结果打印出来:
p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')
运行结果:
I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice
这种行为称为多态。从定义上来讲,Student和Teacher都拥有来自父类Person继承的who()方法,以及自己定义的who()方法。但是在实际调用的时候,会首先查找自身的定义,如果自身有定义,则优先使用自己定义的函数;如果没有定义,则顺着继承链向上找。
class Boss(Person):
def __init__(self, name, gender,company):
super(Boss, self).__init__(name, gender)
self.company = company
b = Boss('Bob', 'Male', 'Alibaba')
b.who() # ==> I am a Person, my name is Bob
在Boss的定义类,没有定义who方法,所以会顺着继承链向上找到父类的who方法并且调用。
除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。多重继承和单继承没有特别大的差异,只是在括号内加入多个需要继承的类的名字即可。
class A(object):
def __init__(self, a):
print ('init A...')
self.a = a
class B(A):
def __init__(self, a):
super(B, self).__init__(a)
print ('init B...')
class C(A):
def __init__(self, a):
super(C, self).__init__(a)
print ('init C...')
class D(B, C):
def __init__(self, a):
super(D, self).__init__(a)
print ('init D...')
多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:
从上图可知,A类被继承了连词,那么A的__init__()
方法,是否会被调用两次呢?
d = D('d')
init A...
init C...
init B...
init D...
实践证明,在多重继承里,A虽然被继承了两次,但是__init__()
的方法只调用一次。
多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。
举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。
要创建多进程模式的 TCPServer:
class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
pass
要创建多线程模式的 UDPServer:
class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
pass
如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。
在前面,我们通过isinstance()方法,可以判断一个对象是否是某个类型,从某种意义上来讲,通过isinstance()方法,我们获取到了一个对象的一些信息,那有没有别的方法可以获取到对象更多的信息呢? 通过type()函数,可以获得变量的类型。
n = 1
s = 'this is a string'
type(n) # ==> <class 'int'>
type(s) # ==> <class 'str'>
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
class Student(Person):
def __init__(self, name, gender, score):
super(Student, self).__init__(name, gender)
self.score = score
p = Person('Alice', 'Female')
s = Student('Bob', 'Male', 100)
type(p) # ==> <class '__main__.Person'>
type(s) # ==> <class '__main__.Student'>
通过dir()方法,可以获取变量的所有属性:
>>> n = 1
>>> dir(n)
['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', ...]
>>> s = 'this is a string'
>>> dir(s)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', ...]
在dir列出的属性中,有很多是以下划线开头和结尾的,这些都是特殊的方法,称为内建方法,在后面,我们还会学习这些方法。 而对于自定义对象:
class Person(object):
def __init__(self, name, gender):
self.name = name
self.gender = gender
def who(self):
return 'I am a Person, my name is {}'.format(self.name)
p = Person('Alice', 'Female')
dir(p)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'who']
对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括__class__
这类有特殊意义的属性。注意到方法who也是p的一个属性。
dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr() 和 setattr( )函数了。
>>> getattr(p, 'name') # 获取name属性
'Alice'
>>> setattr(p, 'name', 'Adam') # 设置新的name属性
>>> s.name
'Adam'
>>> getattr(s, 'age') # 获取age属性,但是属性不存在,报错:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Person' object has no attribute 'age'
>>> getattr(s, 'age', 20) # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20:
20