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引言面向对象有三大特性:封装、继承、多态 。
在前面的几篇文章中 , 我们重点介绍了封装特性 , 同时稍微发散了一下 , 讲解了Python中对象的生命周期管理 。
今天开始讲解面向对象的第二大特性——继承 。
复制与复用 & DRY原则在介绍Python中的继承之前 , 我们先来看一下勤奋的程序员与懒惰的程序员的区别 , 以下仅为个人观点 , 不喜可喷 。
勤奋的程序员总是准点下班、很少加班;
懒惰的程序员总是忙忙碌碌、一直加班 。
勤奋的程序员大多数时间在思考、然后才运指如飞;
懒惰的程序员似乎一直在噼噼啪啪、但时不时卡壳、停下来 。
勤奋的程序员写的代码很少 , 言简意赅;
懒惰的程序员写的代码很多 , 长篇累牍 。
当然 , 前面只是夸张的修辞 , 在某些血汗工厂里 , 勤奋的程序员也总要加班、始终有干不完的活 。
其实 , 在我看来 , 两者的区别只在于是否践行DRY原则 。
所谓的DRY原则 , 是Don't Repeat Yourself , 即“不要重复自己”的意思 。 是软件开发中的一项很关键的原则 , 主旨在于减少系统中的代码冗余与信息重复 。 其基本思想在于 , 每一段知识(逻辑或者功能)都应该在系统中有且只有一个明确的表示 。
遵循DRY原则的好处有很多 , 比如:
1、提高代码的可维护性 , 减少重复代码 , 修改某一个逻辑、功能时 , 只需要在一处修改 , 降低了出错的概率 。
2、增加代码的可读性 , 没有重复代码 , 代码的结构更加清晰、易读 。
3、降低代码荣誉 , 减少了代码量 , 一定程度上可以优化资源的使用与性能提升 。
4、逻辑清晰 , 简化错误排查与测试的工作量 。
帕斯卡说 , “人是一根会思考的芦苇” , 践行DRY原则的关键在于思考 。 简单的复制、粘贴组合 , 其实是放弃了思考的表现 。 一个事情、一个功能如果要出现超过3次 , 就应该思考如何优化设计、如何实现代码的复用、如何降低人工成本提高自动化的程度 。
所以面向对象、或者编程本身的难点或者说竞争优势 , 不在于代码的堆砌 , 因为那样做只会成为一个合格的“码农”;而在于写代码实现前的思考与设计 , 因为这样做才能称之为“工程师” 。
之所以“离题万里” , 来聊DRY原则 , 是因为在Python中 , 继承是实现代码复用、践行DRY原则的一个很好的实践(还有一个很好的实践 , 叫做函数重用 , 之前的文章中已经提到) , 只有理解了这个原则 , 才能更好地使用继承特性 。
继承说到继承 , 一定会涉及两个概念 , 一个是父类 , 一个是子类 。 在进入语法与代码的讲解之前 , 对继承的概念稍微再多说几句 。
在不同的语境下 , 会有一些不同的表达方式 , 但是本质都是一样的 。
1、子类继承父类的属性和方法 。
2、父类是子类的泛化 , 子类是父类的特化 , 两者是一般与特殊的关系 。
3、父类是对子类的抽象 , 子类是对父类的扩展 。
在Python中如何使用继承呢 , 我们还是以打工人的代码为例 , 简化来说 , 打工人的属性有姓名、性别、年龄、薪资等 , 方法有上班打卡、工作、下班打卡 。 每个打工人的属性大部分都一样 , 上下班打卡也一样 , 但是工作方式会有所区别 , 则可以通过继承实现复用相同的属性和方法 , 仅重写不同的部分 , 代码如下:
执行结果:
从上面代码中可以看出:
1、继承的语法非常简单:class 子类名(父类名)即可 , 上面的Programmer类 , 直接完全继承了父类的属性及方法 。
2、在Python 3中 , 一个自定义的类 , 如果没有写明继承的父类 , 则其父类为object , 通过类的属性__bases__可以获取到一个类继承的所有父类(也称作基类) , 返回一个元组 , 可以看出 , Python是支持多继承的 。
3、有些教材或者大牛说 , 子类会把父类的所有非私有属性和方法继承下来 , 其实是不太严谨的 , 我们通过__dict__属性 , 可以看到 , 其实是继承了混淆后的私有属性的 , 而且我们通过混淆后的私有方法名 , 也是可以调用到对应的方法的 。
在上面的例子中 , 我们的子类直接照搬了父类的所有属性和方法 , 但是 , 通常情况下 , 子类会在继承父类属性和方法的同时 , 重写父类的部分方法 , 或者新增一些方法 , 这就是扩展的部分 。 尤其重写父类的同名方法时 , 一定要注意 , 这是实现后续会介绍的面向对象的“多态”特性的一个常用的实现方式 。
我们以具体的代码来看 , 子类重写及扩展父类的情况:
执行结果:
需要注意的是:
1、一旦子类自定义了__init__魔法函数 , 则在实例化子类对象时 , 不会再调用父类的__init__方法函数 。
2、在子类的方法中 , 可以通过super()的方式 , 调用父类中的同名方法 。 所以 , 在子类的__init__方法中 , 可以把通过调用父类的__init__方法 , 实现name、gender、age、salary属性的初始化 , 而不用将4个属性再写一遍 。
3、需要区分的是 , super是一个自定义类 , 而不是有些人所说的内置函数 。
接下来 , 稍微介绍一下内置类super的使用 。
super首先看下super的帮助文档:
从文档中 , 可以看出:
1、super是一个内置类 , 显示继承自object 。
2、super的使用场景是 , 用于在继承链路中 , 访问父类的属性或者方法 。
3、无参的实例化super , 相当于super(self.__class__ self) 。
4、super(type obj)可以在继承链上访问任意一个祖先类的方法 。
以代码实例来看:
执行结果:
从代码的执行中 , 可以看出:
1、super(cls self)可以调用cls的父类的方法或属性 , 所以在一条继承连路上 , 子类可以向上溯源 , 调取任意一个层级的父类的方法或属性 。
2、通过类属性__mro__可以查看继承链路中的方法解析熟悉(Method Resolution Order MRO) , 也可以通过mro()方法来查看类的MRO 。 这里只是简单看一下 , 其实这个顺序就是在子类对象调用一个方法时 , 在继承路径上的查找顺序 , 找到了就停止 , 否则就一直按顺序查找 。
type & isinstance & issubclass从上面super内置类的定义中 , 可以看到 , super()实例化的参数 , 需要符合一定的条件(isinstacne、issubclass) , 否则会报错 。
接下里 , 通过代码来看下type、isinstance和issubclass的使用:
执行结果:
从代码的执行结果可以得出如下结论:
1、type(obj) == cls的比较 , 不考虑继承关系的 , 所以 , 跟类对象比较是True , 而跟父类对象比较则是False 。
2、isinstance(obj cls) , 则会考虑继承关系 , 实例对象与任何一个父类对象比较 , 均会返回True 。
3、issubclass(cls1 cls2) , 适用于比较一个类对象cls1是否是cls2的子类 , 可以是间接子类 。
总结今天的文章中 , 以DRY原则及关于代码的复用 , 引入关于Python中继承的使用的介绍 。
其实 , 继承可以理解是用功能增强的点(.)运算符实现的 。 具体来讲 , 如果搜索一个属性时未在实例或实例的类中找到匹配项 , 将会继续搜索基类 。 这个过程会一直继续下去 , 直到没有更多的基类可供搜索为止 。
此外 , Python中还支持多继承 , 虽然一般不建议使用多继承 , 但是 , 关于多继承的简单使用 , 还是可以稍微介绍一下的 , 从而稍微理解相关的设计实现思路 。 所以 , 下一篇文章中 , 我们会简单聊下多继承 。
【29、Python之面向对象:DRY原则与继承,如何更好地实现代码复用】感谢拨冗阅读!
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