Python基础-继承与派生

一、继承

继承是一种创建新的类的方式，在python中，新建的类可以继承自一个或者多个父类，原始类称为基类或超类，新建的类称为派生类或子类。

python中类的继承分为：单继承和多继承

class ParentClass1: #定义父类
    pass

class ParentClass2: #定义父类
    pass

class SubClass1(ParentClass1): #单继承，基类是ParentClass1，派生类是SubClass1
    pass

class SubClass2(ParentClass1,ParentClass2): #python支持多继承，用逗号分隔开多个继承的类
    pass

使用'__bases__'方法查看继承

>>> SubClass1.__bases__
(<class '__main__.ParentClass1'>,)
>>> SubClass2.__bases__
(<class '__main__.ParentClass1'>, <class '__main__.ParentClass2'>)

提示：如果没有指定基类，python的类会默认继承object类，object是所有python类的基类，它提供了一些常见方法（如__str__）的实现。

>>> ParentClass1.__bases__
(<class 'object'>,)
>>> ParentClass2.__bases__
(<class 'object'>,)

二、继承与抽象（先抽象再继承）

抽象即抽取类似或者说比较像的部分。是一种归类的方法。

抽象分成两个层次：

1. 将奥巴马和梅西这俩对象比较像的部分抽取成类；

2. 将人，猪，狗这三个类比较像的部分抽取成父类。

抽象最主要的作用是划分类别（可以隔离关注点，降低复杂度）

继承：是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它，肯定是先经历抽象这个过程，才能通过继承的方式去表达出抽象的结构。

抽象只是分析和设计的过程中，一个动作或者说一种技巧，通过抽象可以得到类。

 三、 继承与重用性

在开发程序的过程中，如果我们定义了一个类A，然后又想新建立另外一个类B，但是类B的大部分内容与类A的相同时，我们不可能从头开始写一个类B，这就用到了类的继承的概念。

通过继承的方式新建类B，让B继承A，B会‘遗传’A的所有属性(数据属性和函数属性)，实现代码重用。

class A:
    def test(self):
        print('test function')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承
    pass

b1 = B()    #类B的实例可引用父类B的'test'方法
b1.test()

#运行结果
#test function

用已经有的类建立一个新的类，这样就重用了已经有的软件中的一部分设置，大大减少了编程工作量，这就是常说的软件重用。不仅可以重用自己的类，也可以继承别人的，比如标准库，来定制新的数据类型，这样就大大缩短了软件开发周期，对大型软件开发来说，意义重大。

当然子类也可以添加自己新的属性或者在自己这里重新定义这些属性（不会影响到父类），需要注意的是，一旦重新定义了自己的属性且与父类重名，那么调用新增的属性时，就以自己为准了。

class A:
    def test(self):
        print('test function')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承
    def test(self):
        print('test function B')
    pass

b1 = B()    #类B的实例可引用父类B的'test'方法，但自身类下也有重名的’test‘方法，以自身优先
b1.test()

#运行结果
#test function B

在子类中，新建的重名的函数属性，在编辑函数内功能的时候，有可能需要重用父类中重名的那个函数功能，应该是用调用普通函数的方式，即：类名.func()，此时就与调用普通函数无异了，因此即便是self参数也要为其传值

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def test(self):
        print('test function')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承

    pass

b1 = B('jack', 21)    #类B的实例可引用父类B的'test'方法
print(b1.name)
print(b1.age)
b1.test()

#运行结果
#jack
#
#test function 

class A:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def test(self):
        print('test function')

class B(A):     #新建类B继承类A，类A中的属性全部被类B继承
    def __init__(self, name, age, country):
        A.__init__(self, name, age)     #引用父类的属性
        self.country = country          #增加自身独有的属性

    def test(self):
        print('test function B')
    pass

b1 = B('jack', 21, 'China')    #类B的实例可引用父类B的属性，如果有重名属性，以自身类的属性优先
print(b1.name)
print(b1.age)
print(b1.country)
b1.test()

#运行结果
#jack
#
#China
#test function B

四、组合与重用性

组合指的是，在一个类中以另外一个类的对象作为数据属性，称为类的组合

class Teacher:
    def __init__(self, name, gender, course):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.course = course

class Course:
    def __init__(self, name, price, period):
        self.name = name
        self.price = price
        self.period = period

course_obj = Course('Python', 15800, '5months')     #新建课程对象

#老师与课程
t_c = Teacher('egon', 'male', course_obj)        #新建老师实例，组合课程对象
print(t_c.course.name)        #打印该老师所授的课程名

#运行结果
#Python

组合与继承都是有效地利用已有类的资源的重要方式，但是二者的概念和使用场景皆不同。

1. 继承的方式

通过继承建立了派生类与基类之间的关系，它是一种'是'的关系，比如白马是马，人是动物。

当类之间有很多相同的功能，提取这些共同的功能做成基类，用继承比较好，比如教授是老师

>>> class Teacher:
...     def __init__(self,name,gender):
...         self.name=name
...         self.gender=gender
...     def teach(self):
...         print('teaching')
...
>>>
>>> class Professor(Teacher):
...     pass
...
>>> p1=Professor('egon','male')
>>> p1.teach()
teaching

2. 组合的方式

用组合的方式建立了类与组合的类之间的关系，它是一种‘有’的关系,比如教授有生日，教授教python课程

class BirthDate:
    def __init__(self,year,month,day):
        self.year=year
        self.month=month
        self.day=day

class Couse:
    def __init__(self,name,price,period):
        self.name=name
        self.price=price
        self.period=period

class Teacher:
    def __init__(self,name,gender):
        self.name=name
        self.gender=gender
    def teach(self):
        print('teaching')
class Professor(Teacher):
    def __init__(self,name,gender,birth,course):
        Teacher.__init__(self,name,gender)
        self.birth=birth
        self.course=course

p1=Professor('egon','male',
             BirthDate('','',''),
             Couse('python','','4 months'))

print(p1.birth.year,p1.birth.month,p1.birth.day)
print(p1.course.name,p1.course.price,p1.course.period)

#运行结果:
#1 27
#python 28000 4 months

 组合实例：

 #组合重用代码
 class Teacher:
     def __init__(self, name, sex, args):
         self.name = name
         self.sex = sex
         self.args = args

 class Student:
     def __init__(self, name, sex, args):
         self.name = name
         self.sex = sex
         self.args = args

 class Course:
     def __init__(self, name, price, period):
         self.name = name
         self.price = price
         self.period = period

 class Birth:
     def __init__(self, year, month, day):
         self.year = year
         self.month = month
         self.day = day

 class Score:
     def __init__(self, score):
         self.score = score

     def score_grade(self):
         if self.score > 90:
             g = 'A'
         elif self.score > 80:
             g = 'B'
         elif self.score > 70:
             g = 'C'
         elif self.score > 60:
             g = 'D'
         else:
             g = 'F'
         return g
 course_obj = Course('Python', 15800, '5months')     #课程
 birth_obj_t = Birth(2000, 4, 19)                    #老师生日
 birth_obj_s = Birth(2009, 9, 21)                    #学生生日
 score_obj = Score(91)                               #学生成绩
 #老师与课程
 t_c = Teacher('egon', 'male', course_obj)
 print('%s老师教授%s' % (t_c.name, t_c.args.name))      #打印该老师所授的课程名
 #学生与课程
 s_c = Student('jack', 'male', course_obj)
 print('%s学习%s' % (s_c.name, s_c.args.name))
 #老师与生日
 t_b = Teacher('egon', 'male', birth_obj_t)
 print('%s老师生日为：%s年 %s月 %s日'%(t_b.name, t_b.args.year, t_b.args.month, t_b.args.day))
 #学生与生日
 s_b = Student('jack', 'male', birth_obj_s)
 print('%s学生生日为：%s年 %s月 %s日'%(s_b.name, s_b.args.year, s_b.args.month, s_b.args.day))
 #学生和分数
 s_s = Student('jack', 'male', score_obj)
 print('%s学生的成绩为%s,等级为%s' % (s_s.name, s_s.args.score, s_s.args.score_grade()))

 #运行结果：
 #egon老师教授Python
 #jack学习Python
 #egon老师生日为：2000年 4月 19日
 #jack学生生日为：2009年 9月 21日
 #jack学生的成绩为91,等级为A

参考资料：

1. http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6182264.html#_label10