python 多继承详解

class A(object):    # A must be new-style class
   def __init__(self):
    print "enter A"
    print "leave A"
 
class B(C):     # A --> C
   def __init__(self):
    print "enter B"
    super(B, self).__init__()
    print "leave B"
在我们的印象中,对于super(B, self).__init__()是这样理解的:super(B, self)首先找到B的父类(就是类A),然后把类B的对象self转换为类A的对象,然后“被转换”的类A对象调用自己的__init__函数。

有一天某同事设计了一个相对复杂的类体系结构(我们先不要管这个类体系设计得是否合理,仅把这个例子作为一个题目来研究就好),代码如下

代码段4:

class A(object):
    def __init__(self):
        print "enter A"
        print "leave A"
 
class B(object):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        print "leave B"
 
class C(A):
    def __init__(self):
        print "enter C"
        super(C, self).__init__()
        print "leave C"
 
class D(A):
    def __init__(self):
        print "enter D"
        super(D, self).__init__()
        print "leave D"
        class E(B, C):
        def __init__(self):
        print "enter E"
        B.__init__(self)
        C.__init__(self)
        print "leave E"
 
class F(E, D):
    def __init__(self):
        print "enter F"
        E.__init__(self)
        D.__init__(self)
        print "leave F"

f = F() ,结果如下:

enter F enter E enter B leave B enter C enter D enter A leave A leave D leave C leave E enter D enter A leave A leave D leave F

   明显地,类A和类D的初始化函数被重复调用了2次,这并不是我们所期望的结果!我们所期望的结果是最多只有类A的初始化函数被调用2次——其实这是多继承的类体系必须面对的问题。我们把代码段4的类体系画出来,如下图:

   object
  |       \
  |        A
  |      / |
  B  C  D
   \   /   |
     E    |
       \   |
         F

   按我们对super的理解,从图中可以看出,在调用类C的初始化函数时,应该是调用类A的初始化函数,但事实上却调用了类D的初始化函数。好一个诡异的问题!

也就是说,mro中记录了一个类的所有基类的类类型序列。查看mro的记录,发觉包含7个元素,7个类名分别为:

F E B C D A object

  从而说明了为什么在C.__init__中使用super(C, self).__init__()会调用类D的初始化函数了。 ???

  我们把代码段4改写为:

代码段5:
class A(object):
    def __init__(self):
        print "enter A"
        super(A, self).__init__()  # new
        print "leave A"
 
class B(object):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        super(B, self).__init__()  # new
        print "leave B"
 
class C(A):
    def __init__(self):
        print "enter C"
        super(C, self).__init__()
        print "leave C"
 
class D(A):
    def __init__(self):
        print "enter D"
        super(D, self).__init__()
        print "leave D"
        class E(B, C):
        def __init__(self):
        print "enter E"
        super(E, self).__init__()  # change
        print "leave E"
 
class F(E, D):
    def __init__(self):
        print "enter F"
        super(F, self).__init__()  # change
        print "leave F"

f = F(),执行结果:

enter F enter E enter B enter C enter D enter A leave A leave D leave C leave B leave E leave F

可见,F的初始化不仅完成了所有的父类的调用,而且保证了每一个父类的初始化函数只调用一次。

小结

  1. super并不是一个函数,是一个类名,形如super(B, self)事实上调用了super类的初始化函数,
      产生了一个super对象;
  2. super类的初始化函数并没有做什么特殊的操作,只是简单记录了类类型和具体实例;
  3. super(B, self).func的调用并不是用于调用当前类的父类的func函数;
  4. Python的多继承类是通过mro的方式来保证各个父类的函数被逐一调用,而且保证每个父类函数
      只调用一次(如果每个类都使用super);
  5. 混用super类和非绑定的函数是一个危险行为,这可能导致应该调用的父类函数没有调用或者一
      个父类函数被调用多次。

一些更深入的问题:各位可以看到,print F.__mro__时发现里面元素的顺序是 F E B C D A object,这就是F的基类查找顺序,至于为什么是这样的顺序,以及python内置的多继承顺序是怎么实现的,这涉及到mro顺序的实现,python 2.3以后的版本中是采用的一个叫做C3的算法,在下篇博客中进行介绍。

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