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Python 中的继承

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面向对象编程（OOP）语言的核心概念之一是继承。它是一种机制，允许您通过从另一个类派生一个类来创建共享一组属性和方法的类层次结构。继承是一个类从另一个类派生或继承属性的能力。 

继承的好处是：

继承允许您将一个类（即基类）的属性继承到另一个类（即派生类）。Python中继承的好处如下：

  • 它很好地代表了现实世界的关系。
  • 它提供了代码的可重用性。我们不必一次又一次地编写相同的代码。此外，它允许我们在不修改类的情况下向类添加更多功能。
  • 它本质上是传递性的，这意味着如果B类继承自另一个类A，那么B的所有子类都会自动继承自A类。
  • 继承提供了一种简单、易于理解的模型结构。 
  • 继承会减少开发和维护费用。 

Python 继承语法

Python中简单继承的语法如下：

Class BaseClass:
    {Body}
Class DerivedClass(BaseClass):
    {Body}

创建父类

父类是其属性由子类继承的类。让我们创建一个名为Person的父类，它有一个Display方法来显示人员的信息。

# 一个演示继承的Python程序
class Person(object):

    # 构造函数
    def __init__(self, name, id):
        self.name = name
        self.id = id

    # 检查这个人是否是雇员
    def Display(self):
        print(self.name, self.id)


# 主程序
emp = Person("Satyam", 102)  # 一个Person类的对象
emp.Display()

输出：

Satyam 102

创建子类

子类是从其父类驱动属性的类。这里Emp是另一个类，它将继承Person类（基类）的属性。

class Emp(Person):

    def Print(self):
        print("Emp class called")

Emp_details = Emp("Mayank", 103)

# 调用父类函数
Emp_details.Display()

# 调用子类函数
Emp_details.Print()

输出：

Mayank 103
Emp class called

Python 中的继承示例 

让我们看一个简单的 Python 继承示例，其中子类继承其父类的属性。在此示例中，“Person”是父类，“Employee”是其子类。

# 一个演示继承的 Python 程序

# 基类或超类。注意括号中的 object。
# （通常情况下，object 是所有类的祖先）
# 在 Python 3.x 中，"class Person" 等效于 "class Person(object)"

class Person(object):

	# 构造函数
	def __init__(self, name):
		self.name = name

	# 获取姓名
	def getName(self):
		return self.name

	# 检查这个人是否是员工
	def isEmployee(self):
		return False


# 继承或子类（注意括号中的 Person）
class Employee(Person):

	# 在这里我们返回 True
	def isEmployee(self):
		return True


# 驱动程序代码
emp = Person("Geek1") # 一个 Person 类的对象
print(emp.getName(), emp.isEmployee())

emp = Employee("Geek2") # 一个 Employee 类的对象
print(emp.getName(), emp.isEmployee())

输出：

Geek1 False
Geek2 True

说明：以上这个程序定义了两个类，Person 和 Employee，Employee 是 Person 的子类。Person 类有一个构造函数和两个方法，分别用于获取姓名和检查是否是员工。Employee 类重写了父类的isEmployee方法，使其返回 True。在主程序中，创建了一个 Person 类的对象和一个 Employee 类的对象，并分别调用了它们的方法。

Python 中的Object类是什么？

与Java 的 Object 类一样，在 Python（从版本 3.x 开始）中，对象是所有类的根。 

  • 在Python 3.x中，“class Test(object)”和“class Test”是相同的。 
  • 在Python 2.x中，“class Test(object)”创建一个以对象为父类的类（称为新式类），“class Test”创建一个旧式类（没有对象父类）。 

子类化（调用父类的构造函数）

子类需要识别哪个类是其父类。这可以通过在子类的定义中提及父类名称来完成。 

示例：class subclass_name (superclass_name)

在下面的示例中，“a”是为类 Person 创建的实例。它调用所引用类的 __init__()。您可以看到 Person 类的声明中写有“object”。在Python中，每个类都继承自一个名为“object”的内置基本类。当我们创建对象变量或类的实例时，会调用构造函数，即类的“__init__”函数。

__init__() 中定义的变量称为实例变量或对象。因此，“name”和“idnumber”是 Person 类的对象。同样，’salary’ 和 ‘post’ 是 Employee 类的对象。由于 Employee 类继承自 Person 类，因此“name”和“idnumber”也是 Employee 类的对象。

# Python代码演示如何调用父类的构造函数

# 父类
class Person(object):

	# __init__被称为构造函数
	def __init__(self, name, idnumber):
		self.name = name
		self.idnumber = idnumber

	def display(self):
		print(self.name)
		print(self.idnumber)

# 子类
class Employee(Person):
	def __init__(self, name, idnumber, salary, post):
		self.salary = salary
		self.post = post

		# 调用父类的__init__构造函数
		Person.__init__(self, name, idnumber)

# 创建对象变量或实例
a = Employee('Rahul', 886012, 200000, "Intern")

# 使用实例调用类Person的方法
a.display()

输出：

Rahul
886012

如果我们忘记调用父级的 __init__() ，Python 程序会演示错误

如果您忘记调用父类的 __init__() ，则子类将无法使用其实例变量。由于同样的原因，以下代码会产生错误。 

class A:
	def __init__(self, n='Rahul'):
		self.name = n

class B(A):
	def __init__(self, roll):
		self.roll = roll

object = B(23)
print(object.name)

输出：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/de4570cca20263ac2c4149f435dba22c.py", line 12, in 
    print (object.name)
AttributeError: 'B' object has no attribute 'name'

super() 函数

super () 函数是一个内置函数，它返回代表父类的对象。它允许在子类中访问父类的方法和属性。

示例：具有简单 Python 继承的 super() 函数

在此示例中，我们创建了子类的对象“obj”。当我们调用子类“Student”的构造函数时，它将数据成员初始化为对象创建期间传递的值。然后使用 super() 函数，我们调用了父类的构造函数。

# 父类
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def display(self):
        print(self.name, self.age)

# 子类
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age):
        self.sName = name
        self.sAge = age
        # 继承父类的属性
        super().__init__("Rahul", age)

    def displayInfo(self):
        print(self.sName, self.sAge)

obj = Student("Mayank", 23)
obj.display()
obj.displayInfo()

输出：

Rahul 23
Mayank 23

添加属性

继承提供的功能之一是继承父类的属性以及向子类添加我们自己的新属性。让我们通过一个例子来看看：

# 父类
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def display(self):
        print(self.name, self.age)

# 子类
class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, dob):
        self.sName = name
        self.sAge = age
        self.dob = dob
        # 继承父类的属性
        super().__init__("Rahul", age)

    def displayInfo(self):
        print(self.sName, self.sAge, self.dob)

obj = Student("Mayank", 23, "16-03-2000")
obj.display()
obj.displayInfo()

这里我们可以看到，我们在child类中添加了一个新的属性，即出生日期（dob）。

输出：

Rahul 23
Mayank 23 16-03-2000

Python 继承的不同类型

Python 中有 5 种不同类型的继承。它们如下：

  • 单继承：当子类只继承一个父类时，称为单继承。我们在上面看到了一个例子。
  • 多重继承：当一个子类继承多个父类时，称为多重继承。 

与 Java 不同，Python 表现出多重继承。

# Python示例，展示多重继承的工作原理

class Base1(object):
    def __init__(self):
        self.str1 = "Geek1"
        print("Base1")

class Base2(object):
    def __init__(self):
        self.str2 = "Geek2"
        print("Base2")

class Derived(Base1, Base2):
    def __init__(self):

        # 调用Base1和Base2类的构造函数
        Base1.__init__(self)
        Base2.__init__(self)
        print("Derived")

    def printStrs(self):
        print(self.str1, self.str2)

ob = Derived()
ob.printStrs()

输出：

Base1
Base2
Derived
Geek1 Geek2

说明：以上代码演示了多重继承的工作原理。它定义了三个类：Base1、Base2 和 Derived。Derived 类同时继承了 Base1 和 Base2 类，并在其构造函数中调用了两者的构造函数。最后，创建了 Derived 类的实例并调用了 printStrs 方法以打印继承自两个基类的属性。

  • 多级继承：当我们有子孙关系时。这意味着子类将从其父类继承，而父类又从其父类继承。
# 一个演示继承的Python程序

# 基类或超类。请注意在括号中的对象。
# （通常情况下，将对象作为所有类的祖先）
# 在Python 3.x中，“class Person”等同于“class Person(object)”
class Base(object):

	# 构造函数
	def __init__(self, name):
		self.name = name

	# 获取名称
	def getName(self):
		return self.name

# 继承或子类（请注意括号中的Person）
class Child(Base):

	# 构造函数
	def __init__(self, name, age):
		Base.__init__(self, name)
		self.age = age

	# 获取年龄
	def getAge(self):
		return self.age

# 继承或子类（请注意括号中的Person）
class GrandChild(Child):

	# 构造函数
	def __init__(self, name, age, address):
		Child.__init__(self, name, age)
		self.address = address

	# 获取地址
	def getAddress(self):
		return self.address

# 驱动程序代码
g = GrandChild("Geek1", 23, "Noida")
print(g.getName(), g.getAge(), g.getAddress())

输出：

Geek1 23 Noida
  • 分层继承可以从单个基类创建多个派生类。
  • 混合继承：这种形式结合了多种继承形式。基本上，它是多种继承类型的混合。

父类的私有成员 

我们并不总是希望子类继承父类的实例变量，即我们可以将父类的一些实例变量设为私有，这样子类就无法使用这些变量。 

在Python继承中，我们可以通过在变量名称前添加双下划线将实例变量设为私有。例如：

# Python程序演示父类的私有成员

class C(object):
	def __init__(self):
		self.c = 21

		# d是私有实例变量
		self.__d = 42


class D(C):
	def __init__(self):
		self.e = 84
		C.__init__(self)

object1 = D()

# 由于d是私有实例变量，所以会产生错误
print(object1.c)
print(object1.__d)

在这里我们可以看到，当我们尝试打印变量“c”时，它的值 21 被打印在控制台上。然而，当我们尝试打印“d”时，它生成了错误。这是因为变量“d”通过使用下划线设为私有。它不可用于子类“D”，因此会出现错误。

输出：

21
  File "/home/993bb61c3e76cda5bb67bd9ea05956a1.py", line 16, in 
    print (object1.d)                     
AttributeError: type object 'D' has no attribute 'd'

原创文章，作者：jkhxw，如若转载，请注明出处：https://www.jkhxw.com/python-inheritance/

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