淺析Python中的多重繼承

這篇文章主要介紹了Python中的多重繼承,是Python學習中的基本知識,代碼基于Python2.x版本,需要的朋友可以參考下

繼承是面向對象編程的一個重要的方式，因為通過繼承，子類就可以擴展父類的功能。

回憶一下Animal類層次的設計，假設我們要實現以下4種動物：

Dog - 狗狗；

Bat - 蝙蝠；

Parrot - 鸚鵡；

Ostrich - 鴕鳥。

如果按照哺乳動物和鳥類歸類，我們可以設計出這樣的類的層次：

但是如果按照“能跑”和“能飛”來歸類，我們就應該設計出這樣的類的層次：

如果要把上面的兩種分類都包含進來，我們就得設計更多的層次：

哺乳類：能跑的哺乳類，能飛的哺乳類；

  鳥類：能跑的鳥類，能飛的鳥類。

這么一來，類的層次就復雜了：

如果要再增加“寵物類”和“非寵物類”，這么搞下去，類的數量會呈指數增長，很明顯這樣設計是不行的。

正確的做法是采用多重繼承。首先，主要的類層次仍按照哺乳類和鳥類設計：

class Animal(object):
  pass
 
# 大類:
class Mammal(Animal):
  pass
 
class Bird(Animal):
  pass
 
# 各種動物:
class Dog(Mammal):
  pass
 
class Bat(Mammal):
  pass
 
class Parrot(Bird):
  pass
 
class Ostrich(Bird):
  pass

現在，我們要給動物再加上Runnable和Flyable的功能，只需要先定義好Runnable和Flyable的類：    
class Runnable(object):
  def run(self):
    print('Running...')
 
class Flyable(object):
  def fly(self):
    print('Flying...')

對于需要Runnable功能的動物，就多繼承一個Runnable，例如Dog：    
class Dog(Mammal, Runnable):
  pass

對于需要Flyable功能的動物，就多繼承一個Flyable，例如Bat：    
class Bat(Mammal, Flyable):
  pass

通過多重繼承，一個子類就可以同時獲得多個父類的所有功能。
Mixin

在設計類的繼承關系時，通常，主線都是單一繼承下來的，例如，Ostrich繼承自Bird。但是，如果需要“混入”額外的功能，通過多重繼承就可以實現，比如，讓Ostrich除了繼承自Bird外，再同時繼承Runnable。這種設計通常稱之為Mixin。

為了更好地看出繼承關系，我們把Runnable和Flyable改為RunnableMixin和FlyableMixin。類似的，你還可以定義出肉食動物CarnivorousMixin和植食動物HerbivoresMixin，讓某個動物同時擁有好幾個Mixin：    
class Dog(Mammal, RunnableMixin, CarnivorousMixin):
  pass

Mixin的目的就是給一個類增加多個功能，這樣，在設計類的時候，我們優先考慮通過多重繼承來組合多個Mixin的功能，而不是設計多層次的復雜的繼承關系。

Python自帶的很多庫也使用了Mixin。舉個例子，Python自帶了TCPServer和UDPServer這兩類網絡服務，而要同時服務多個用戶就必須使用多進程或多線程模型，這兩種模型由ForkingMixin和ThreadingMixin提供。通過組合，我們就可以創造出合適的服務來。

比如，編寫一個多進程模式的TCP服務，定義如下：    
class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin):
  pass

編寫一個多線程模式的UDP服務，定義如下：    
class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
  pass

如果你打算搞一個更先進的協程模型，可以編寫一個CoroutineMixin：    
class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixin):
  pass
這樣一來，我們不需要復雜而龐大的繼承鏈，只要選擇組合不同的類的功能，就可以快速構造出所需的子類。
小結
由于Python允許使用多重繼承，因此，Mixin就是一種常見的設計。
只允許單一繼承的語言（如Java）不能使用Mixin的設計。