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你不知道的 super

在類的繼承中,如果重定義某個方法,該方法會覆蓋父類的同名方法,但有時,我們希望能同時實(shí)現(xiàn)父類的功能,這時,我們就需要調(diào)用父類的方法了,可通過使用 super 來實(shí)現(xiàn),比如:

class Animal(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def greet(self):
        print 'Hello, I am %s.' % self.name

class Dog(Animal):
    def greet(self):
        super(Dog, self).greet()   # Python3 可使用 super().greet()
        print 'WangWang...'

在上面,Animal 是父類,Dog 是子類,我們在 Dog 類重定義了 greet 方法,為了能同時實(shí)現(xiàn)父類的功能,我們又調(diào)用了父類的方法,看下面的使用:

>>> dog = Dog('dog')
>>> dog.greet()
Hello, I am dog.
WangWang..

super 的一個最常見用法可以說是在子類中調(diào)用父類的初始化方法了,比如:

class Base(object):
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

class A(Base):
    def __init__(self, a, b, c):
        super(A, self).__init__(a, b)  # Python3 可使用 super().__init__(a, b)
        self.c = c

深入 super()

看了上面的使用,你可能會覺得 super 的使用很簡單,無非就是獲取了父類,并調(diào)用父類的方法。其實(shí),在上面的情況下,super 獲得的類剛好是父類,但在其他情況就不一定了,super 其實(shí)和父類沒有實(shí)質(zhì)性的關(guān)聯(lián)。

讓我們看一個稍微復(fù)雜的例子,涉及到多重繼承,代碼如下:

class Base(object):
    def __init__(self):
        print "enter Base"
        print "leave Base"

class A(Base):
    def __init__(self):
        print "enter A"
        super(A, self).__init__()
        print "leave A"

class B(Base):
    def __init__(self):
        print "enter B"
        super(B, self).__init__()
        print "leave B"

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

其中,Base 是父類,A, B 繼承自 Base, C 繼承自 A, B,它們的繼承關(guān)系是一個典型的『菱形繼承』,如下:

      Base
      /  \
     /    \
    A      B
     \    /
      \  /
       C

現(xiàn)在,讓我們看一下使用:

>>> c = C()
enter C
enter A
enter B
enter Base
leave Base
leave B
leave A
leave C

如果你認(rèn)為 super 代表『調(diào)用父類的方法』,那你很可能會疑惑為什么 enter A 的下一句不是 enter Base 而是 enter B。原因是,super 和父類沒有實(shí)質(zhì)性的關(guān)聯(lián),現(xiàn)在讓我們搞清 super 是怎么運(yùn)作的。

MRO 列表

事實(shí)上,對于你定義的每一個類,Python 會計算出一個方法解析順序(Method Resolution Order, MRO)列表,它代表了類繼承的順序,我們可以使用下面的方式獲得某個類的 MRO 列表:

>>> C.mro()   # or C.__mro__ or C().__class__.mro()
[__main__.C, __main__.A, __main__.B, __main__.Base, object]

那這個 MRO 列表的順序是怎么定的呢,它是通過一個 C3 線性化算法來實(shí)現(xiàn)的,這里我們就不去深究這個算法了,感興趣的讀者可以自己去了解一下,總的來說,一個類的 MRO 列表就是合并所有父類的 MRO 列表,并遵循以下三條原則:

  • 子類永遠(yuǎn)在父類前面
  • 如果有多個父類,會根據(jù)它們在列表中的順序被檢查
  • 如果對下一個類存在兩個合法的選擇,選擇第一個父類

super 原理

super 的工作原理如下:

def super(cls, inst):
    mro = inst.__class__.mro()
    return mro[mro.index(cls) + 1]

其中,cls 代表類,inst 代表實(shí)例,上面的代碼做了兩件事:

  • 獲取 inst 的 MRO 列表
  • 查找 cls 在當(dāng)前 MRO 列表中的 index, 并返回它的下一個類,即 mro[index + 1]

當(dāng)你使用 super(cls, inst) 時,Python 會在 inst 的 MRO 列表上搜索 cls 的下一個類。

現(xiàn)在,讓我們回到前面的例子。

首先看類 C 的 __init__ 方法:

super(C, self).__init__()

這里的 self 是當(dāng)前 C 的實(shí)例,self.class.mro() 結(jié)果是:

[__main__.C, __main__.A, __main__.B, __main__.Base, object]

可以看到,C 的下一個類是 A,于是,跳到了 A 的 __init__,這時會打印出 enter A,并執(zhí)行下面一行代碼:

super(A, self).__init__()

注意,這里的 self 也是當(dāng)前 C 的實(shí)例,MRO 列表跟上面是一樣的,搜索 A 在 MRO 中的下一個類,發(fā)現(xiàn)是 B,于是,跳到了 B 的 __init__,這時會打印出 enter B,而不是 enter Base。

整個過程還是比較清晰的,關(guān)鍵是要理解 super 的工作方式,而不是想當(dāng)然地認(rèn)為 super 調(diào)用了父類的方法。

小結(jié)

  • 事實(shí)上,super 和父類沒有實(shí)質(zhì)性的關(guān)聯(lián)。
  • super(cls, inst) 獲得的是 cls 在 inst 的 MRO 列表中的下一個類。

參考資料

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