面向对象的编程 / 继承

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2023-12-01

面向对象的编程带来的主要好处之一是代码的重用，实现这种重用的方法之一是通过继承机制。继承完全可以理解成类之间的类型和子类型关系。

假设你想要写一个程序来记录学校之中的教师和学生情况。他们有一些共同属性，比如姓名、年龄和地址。他们也有专有的属性，比如教师的薪水、课程和假期，学生的成绩和学费。

你可以为教师和学生建立两个独立的类来处理它们，但是这样做的话，如果要增加一个新的共有属性，就意味着要在这两个独立的类中都增加这个属性。这很快就会显得不实用。

一个比较好的方法是创建一个共同的类称为SchoolMember然后让教师和学生的类继承这个共同的类。即它们都是这个类型（类）的子类型，然后我们再为这些子类型添加专有的属性。

使用这种方法有很多优点。如果我们增加/改变了SchoolMember中的任何功能，它会自动地反映到子类型之中。例如，你要为教师和学生都增加一个新的身份证域，那么你只需简单地把它加到SchoolMember类中。然而，在一个子类型之中做的改动不会影响到别的子类型。另外一个优点是你可以把教师和学生对象都作为SchoolMember对象来使用，这在某些场合特别有用，比如统计学校成员的人数。一个子类型在任何需要父类型的场合可以被替换成父类型，即对象可以被视作是父类的实例，这种现象被称为多态现象。

另外，我们会发现在重用父类的代码的时候，我们无需在不同的类中重复它。而如果我们使用独立的类的话，我们就不得不这么做了。

在上述的场合中，SchoolMember类被称为基本类或超类。而Teacher和Student类被称为导出类或子类。

现在，我们将学习一个例子程序。

使用继承

例11.5 使用继承

#!/usr/bin/python # Filename: inherit.py

classSchoolMember:
    '''Represents any school member.'''
    def__init__(self, name, age):         self.name = name         self.age = age
        print'(Initialized SchoolMember: %s)'% self.name

    deftell(self):
        '''Tell my details.'''
        print'Name:"%s" Age:"%s"'% (self.name, self.age),

classTeacher(SchoolMember):
    '''Represents a teacher.'''
    def__init__(self, name, age, salary):         SchoolMember.__init__(self, name, age)         self.salary = salary
        print'(Initialized Teacher: %s)'% self.name

    deftell(self):         SchoolMember.tell(self)
        print'Salary: "%d"'% self.salary

classStudent(SchoolMember):
    '''Represents a student.'''
    def__init__(self, name, age, marks):         SchoolMember.__init__(self, name, age)         self.marks = marks
        print'(Initialized Student: %s)'% self.name

    deftell(self):         SchoolMember.tell(self)
        print'Marks: "%d"'% self.marks t = Teacher('Mrs. Shrividya',40,30000) s = Student('Swaroop',22,75)

print# prints a blank line

members = [t, s]
formemberinmembers:     member.tell()# works for both Teachers and Students

（源文件：code/inherit.py）

输出

$ python inherit.py (Initialized SchoolMember: Mrs. Shrividya) (Initialized Teacher: Mrs. Shrividya) (Initialized SchoolMember: Swaroop) (Initialized Student: Swaroop) Name:"Mrs. Shrividya" Age:"40" Salary: "30000" Name:"Swaroop" Age:"22" Marks: "75"

它如何工作

为了使用继承，我们把基本类的名称作为一个元组跟在定义类时的类名称之后。然后，我们注意到基本类的__init__方法专门使用self变量调用，这样我们就可以初始化对象的基本类部分。这一点十分重要——Python不会自动调用基本类的constructor，你得亲自专门调用它。

我们还观察到我们在方法调用之前加上类名称前缀，然后把self变量及其他参数传递给它。

注意，在我们使用SchoolMember类的tell方法的时候，我们把Teacher和Student的实例仅仅作为SchoolMember的实例。

另外，在这个例子中，我们调用了子类型的tell方法，而不是SchoolMember类的tell方法。可以这样来理解，Python总是首先查找对应类型的方法，在这个例子中就是如此。如果它不能在导出类中找到对应的方法，它才开始到基本类中逐个查找。基本类是在类定义的时候，在元组之中指明的。

一个术语的注释——如果在继承元组中列了一个以上的类，那么它就被称作多重继承。