Python - 面向对象编程 - 三大特性之继承

继承

• 继承也是面向对象编程三大特性之一
• 继承是类与类的一种关系
• 定义一个新的 class 时，可以从某个现有的 class 继承
• 新的 class 类就叫子类（Subclass）
• 被继承的类一般称为父类、基类、超类
• 通俗理解：子类与父类的关系，即爸爸与儿子，爸爸有了个儿子，儿子继承爸爸的属性和方法，爸爸的爸爸就是爷爷...以此类推

继承的实际栗子

• 猫、狗都是动物，所以动物是父类，猫、狗是动物的子类
• 小菠萝、大菠萝都是人类，所以人类是父类，小菠萝、大菠萝是人类的子类
• 动物、人类都是生物，所以生物是父类，动物、人类是生物的子类
• 那么一般称生物类是猫、狗、小菠萝、大菠萝的超类、祖父类

继承的好处

• 实现代码的重用，相同的代码不需要重复编写
• 子类拥有父类的所有属性、方法，提高了代码的可扩展性和重用性
• 在子类继承父类的同时，也可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父类的属性、方法，变成子类独有的属性、方法
• 子类也可以添加新的属性、方法

继承的使用场景

• 假如我需要定义几个类，而类与类之间有一些公共的属性和方法
• 可以把公共的属性和方法提取作为父类（基类）的属性、方法，而特殊的属性、方法则在本类中定义
• 比如猫、狗都有吃喝拉撒四种行为，这些就是公共方法；但只有猫会喵喵叫，只有狗会汪汪叫，这些就是特殊方法

具体可以看下面的【不使用继承、使用继承的区别】

继承有几种？

1. 单继承
2. 多继承

Python 中继承的简单语法

class Parent:
    pass

class Child(Parent):
    pass

有个重点

所有类的都有一个共同父类，就是 object，默认会继承它，写或不写都一样

class Parent:
    pass

class Parent(object):
    pass

不使用继承、使用继承的区别

需求背景

有一个动物类、狗类、猫类

• 动物类有吃、喝、跑方法
• 狗类有吃、喝、跑、汪汪叫方法
• 猫类有吃、喝、跑、喵喵叫方法

不使用继承

类图

需求分析

• 每个类都拥有自己的方法
• 他们都拥有吃、喝、拉方法，且功能一样

实际代码

# 不使用继承
class Animal:
    def eat(self):
        print("吃东西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

class Cat:
    def eat(self):
        print("吃东西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

    def miao(self):
        print("喵喵叫...")

class Dog:
    def eat(self):
        print("吃东西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

    def wang(self):
        print("汪汪叫...")

这样写有什么问题？

• 三个类，需要重复写三次吃、喝、跑的方法
• 假设此时需要修改 吃 方法的代码，那么还得同步修改三个类的 吃 方法，属于不必要的重复性工作
• 使用继承可以大大减少开发工作量

使用继承

类图

从类图就能看到，使用继承就变得简单多了

需求分析

• 提取三个类的公共方法，吃、喝、跑，然后抽象成动物类
• 所以动物类是一个父类，狗类、猫类继承它

实际代码

# 使用继承
class Animal:
    def eat(self):
        print("吃东西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

class Cat(Animal):
    def miao(self):
        print("喵喵叫...")

class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print("汪汪叫...")

优势

• 子类继承父类，可以直接享受父类已经封装好的方法，不再需要自己开发一次
• 子类可以根据自身的需要，封装子类独有的属性、方法，比如猫类的喵喵叫，狗类的汪汪叫

专业术语总结

• Dog 类是 Animale 类的子类，Animal 类是 Dog 类的父类，Dog 类从 Animal 类继承
• Dog 类是 Animale 类的派生类，Animal 类是 Dog 类的基类，Dog 类从 Animal 类派生

继承的传递性

什么是传递性

通俗来讲

• C 类从 B 类继承，B 类又从 A 类继承
• 那么 C 类会拥有 A、B 类的所有属性和方法

官方来讲

子类拥有父类以及父类的父类，以及所有父类的父类的父类...中封装的所有属性、方法

实际栗子

• 还是拿上面的动物类、狗类、猫类继续展开讲
• 假设此时有一个新的类叫柴犬类，继承于狗类，有独有的方法摇尾巴

类图

实际代码

class Animal:
    def eat(self):
        print("吃东西...")

    def drink(self):
        print("喝水...")

    def run(self):
        print("跑步...")

class Cat(Animal):
    def miao(self):
        print("喵喵叫...")

class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print("汪汪叫...")

class Chai(Dog):
    def shake(self):
        print("小柴柴摇尾巴...")

chai = Chai()
# 调用 父类的父类 的方法
chai.eat()
# 调用 父类 的方法
chai.wang()
# 调用 自己独有 的方法
chai.shake()

# 输出结果
吃东西...
汪汪叫...
小柴柴摇尾巴...

• Chai 类拥有 Dog 类、Animal 类所有属性、方法
• 但它不会拥有 Cat 类的属性、方法，因为他们没有继承关系

继承和抽象

抽象即抽取类似或者说比较像的部分

小栗子

• 从小菠萝、小韵韵两个对象中，抽取公共部分抽象成父类
• 再从人，猪，狗这三个类，抽取公共部分抽象成父类

继承的重点

• 是基于抽象的结果，通过编程语言去实现它
• 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，一个动作或者说一个技巧，通过抽象得到一个类

代码栗子

class Animal:
    def __init__(self, name, age, sex):
        self.__name = name
        self.__age = age
        self.__sex = sex

    # 提取的公共方法
    def eat(self):
        print(f"{self.__name} 正在吃饭....")

    @property
    def name(self):
        return self.__name

class Person(Animal):
    def walk(self):
        print(f"{self.name} 两条腿正在走路")

class Pig(Animal):
    def kill(self):
        print(f"{self.name} 猪正在去屠宰场ing...")

class Dog(Animal):
    def wang(self):
        print(f"{self.name} 汪汪叫ing...")

person = Person("小菠萝", 25, "Male")
pig = Pig("麦兜", 4, "公")
dog = Dog("柴犬", 3, "母")

# 调用父类的公共方法
person.eat()
pig.eat()
dog.eat()

# 调用子类独有的方法
person.walk()
pig.kill()
dog.wang()

# 输出结果
小菠萝 正在吃饭....
麦兜 正在吃饭....
柴犬 正在吃饭....

小菠萝 两条腿正在走路
麦兜 猪正在去屠宰场ing...
柴犬 汪汪叫ing...