Python深入：super函数

新式类中最酷的，或者也是最不平常的特性之一，可能就是编写“cooperative类”。‘cooperative类’通过多继承，使用我称之为‘cooperative super call’的模式。

先来看一下传统的，非cooperative super call的特点：当类C继承了基类B时，C希望覆盖定义在B中的一个方法m，当在C中定义的方法m中，调用了B中定义的m方法时，一个super call就产生了。比如：

class B:
   def m(self):
       print "B here"

class C(B):
   def m(self):
       print "C here"
       B.m(self)

这时，我们称C的方法m扩展了B的方法m。这种模式在单继承中工作的很好，但是在多继承中就未必了。我们来看一下下面的4个类，他们的继承关系形成了一个菱形图。

class A(object): ..

class B(A): ...

class C(A): ...

class D(B, C): ...

假设A定义了方法m，然后B和C都扩展了它。那么D怎么办呢？它继承了m的两个实现，一个来自B，一个来自C。传统上，python简单的使用它最早发现的那个。这种情况下，B中的m就是第一个被检索到的。

但是这并不理想，因为这完全忽视了C中的定义。看一下忽视C中m的错误在哪，假设这些类代表了某种类型的持续性容器。并且，考虑一个方法实现了‘将数据存储到磁盘’的操作。大概情况下，D的实例拥有B和C的数据，以及A的数据。那忽略C中该方法的定义，意味着D的实例仅仅会保存A和B的数据，而不会保存C中定义的数据。

在C++中，D继承了两个相互冲突的m的定义，那会引发一个错误信息。然后D的作者就会重写m来避免这种错误。但是D中的m会做什么呢？它会调用C的m，然后是B的m。但是它们又都继承自A。所以A的m会被调用两次。经典的python会有同样的问题，除了它根本不认为继承两个冲突定义的方法是错误的：它简单的选择第一个。

传统的解决方法是：将m分为两部分，一部分是_m，它仅保存自己的数据，另一部分是m，它会调用自己的_m以及父类的_m们。比如：

class A(object):
   def m(self): "save A's data"

class B(A):
   def _m(self): "save B's data"
   def m(self):  self._m(); A.m(self)

class C(A):
   def _m(self): "save C's data"
   def m(self):  self._m(); A.m(self)

class D(B, C):
   def _m(self): "save D's data"
   def m(self):  self._m();B._m(self); C._m(self); A.m(self)

这种模式有多个问题，首先是冗余的方法和定义，但是更重要的是：它引起了继承类对父类不必要的依赖：A的存在不仅是B和C要考虑的实现细节，甚至D也需要知道。如果未来我们需要移除A和B，C之间依赖关系，这也会影响到D。类似的，如果我们为B和C增加一个父类AA，那么B和C的子类也必须知道这一点。

‘call-next-method’的模式，结合新的MRO，很好的解决了这个问题，如下：

class A(object):
   def m(self): "save A's data"

class B(A):
   def m(self): "save B's data"; super(B, self).m()

class C(A):
   def m(self): "save C's data"; super(C, self).m()

class D(B, C):
   def m(self): "save D's data"; super(D, self).m()

注意：这里super的第一个参数永远是调用它的类；第二个参数总是self。现在，为了解释super是如何工作的，考虑每个类的MRO，可以查看每个类的__mro__属性：

A.__mro__ == (A, object)

B.__mro__ == (B, A, object)

C.__mro__ == (C, A, object)

D.__mro__ == (D, B, C, A, object)

表达式super(C,self).m应该仅用在类C的m的实现中。要牢记在心的是：self是C的实例，但是self.__class__不一定就是C；他可能是C的子类，比如D。

表达式super(C,self).m会查询self.__class__.__mro__中，C的位置，然后，在这个位置之后，开始寻找m方法的实现。比如，如果self是C的实例，那么super(C,self).m将会找到A中的m，同样的，super(B,self).m中，如果self是B的实例，也会有同样的效果。

但是考虑D的实例，在D中的m方法中，super(D,self).m将会搜索，然后找到了B.m(self)，因为B是在D.__mro__中紧跟在D之后的，第一个实现了m的类。然后，在B.m中，调用了super(B,self).m()。因为self是D的实例，而MRO是(D,B,C,A,object)，并且，跟在B之后的是C，所以就会调用C.m。在C.m中，调用super(C, self).m()，依然是寻找相同的MRO，可以看到跟在C后的是A，因此A.m被调用了，而这就是终点了。

要注意的是：同样的super表达式，却找到了不同的实现了m的类，这取决于self。这是cooperativesuper 机制的关键所在。

下面是一个super内嵌类的完整实现：

class Super(object):
   def __init__(self, type, obj=None):
       self.__type__ = type
       self.__obj__ = obj

   def __get__(self, obj, type=None):
       if self.__obj__ is None and obj is not None:
            return Super(self.__type__, obj)
       else:
            return self

   def __getattr__(self, attr):
       if isinstance(self.__obj__, self.__type__):
            starttype = self.__obj__.__class__
       else:
            starttype = self.__obj__

       mro = iter(starttype.__mro__)

       for cls in mro:
            if cls is self.__type__:
                break

       # Note: mro is an iterator, so the second loop
       # picks up where the first one left off!
       for cls in mro:
            if attr in cls.__dict__:
                x = cls.__dict__[attr]
                if hasattr(x,"__get__"):
                    x = x.__get__(self.__obj__)
                return x

       raise AttributeError, attr

class A(object):
   def m(self):
       return "A"

class B(A):
   def m(self):
       return "B" + Super(B, self).m()

class C(A):
   def m(self):
       return "C" + Super(C, self).m()

class D(C, B):
   def m(self):
       return "D" + Super(D, self).m()

print D().m() # "DCBA"

https://www.python.org/download/releases/2.2.3/descrintro/