7.3 类继承

继承是代码重用的好办法，Python中的继承就像现实生活中的继承一样，子类可以什么都不做就拥有了父类的属性或方法。

7.3.1 单继承

单继承就是一个子类只有一个基类的继承方式，语法是：class子类名(基类名): …。

还是以汽车为例来讲解单继承。汽车不是只有燃油的传统小汽车，还有特斯拉这种电动车，虽然它们都是汽车，都有品牌、颜色等属性，但是在一些细节上还是有区别的。据此可以定义一个Car基类，它包含所有汽车的通用属性，然后再定义一个OilCar类和ECar类分别代表燃油汽车和电动车：

接下来分别实例化OilCar和ECar类，看看它们是不是真的能够使用基类的属性与方法：

由此可见，对象o是OilCar类型，同时也是Car的一个实例。子类不但可以直接使用父类的属性（brand、color）与方法（print_car），而且还可以增加新方法（power）。

7.3.2 多继承

多继承就是一个子类可以继承多个父类的继承方式，相对于单继承来说，多继承更复杂也更难以控制，容易造成菱形继承问题，即两个父类同时继承了一个基类，而子类会包含多个父类的内容，产生代码歧义，因此很多编程语言都摒弃了这种继承方式如Java和C#。Python是允许多继承的，这对于开发人员来说即提供了更多的代码编写方案，同时也引入了更多的潜在问题，因此开发人员应时刻注意多继承的风险。

虽然编者并不建议开发人员使用多继承的方式编写代码，但是仍在这里对多继承做一个简单介绍，多继承的语法与单继承类似：class子类名(基类1,基类2…): …。下面是一个非常简单的多继承的例子：

类C同时继承了类A和类B，那么它应该同时拥有类A和类B的属性与方法，执行以下代码进行查看：

    >>> c = C()
    >>> c.run(5)
    我在以5米/秒的速度跑步
    >>> c.speak("你好")
    我在说： 你好

上面的代码非常简单，因为类A和类B既没有构造函数也没有重复的属性和方法，那么如果它们都有构造函数并且有同名的方法时会发生什么呢？

执行以下代码：

    >>> c = C(18)
    >>> c.intro()
    我叫 18
    >>> c.run(5)
    我在以5米/秒的速度跑步
    >>> c.speak("你好")
    我在说： 你好

从上面的执行结果来看，本来我想介绍我的年龄，但是却输出了“我叫18”，而另外两个方法还能正常执行。这种现象是继承顺序导致的，类A在类B的前面，所以对于同名的属性与方法子类都会调用类A的。

上面是普通方法在多继承中的表现，对于构造方法来说就更复杂了。Python中类的构造方法基本按照以下方式执行。

如果子类有自己的构造方法，那么在实例化子类的时候就会执行子类的构造方法，不会执行基类的构造方法，例如：

如果子类没有构造方法，在单继承中则会直接调用基类的构造方法，例如：

如果子类有多个基类并且子类没有自己的构造函数，则会按顺序查找父类，找到第一个有构造函数的基类并执行，例如：

7.3.3 方法重载

有时虽然父类已经提供了一些方法，但是这些方法可能不能满足子类的需求，所以可以在子类中对父类方法进行重写。

还是以单继承为例，前面的例子中子类OilCar和ECar都直接使用了父类的print_car()方法，接下来希望在print_car()函数的输出中还能展示当前车辆的动力类型，此时就需要重写父类的print_car()方法，具体修改如下：

重新调用print_car()方法查看执行结果：

    >>> o = OilCar("奔驰", "红色")
    >>> o.print_car()
    品牌： 奔驰 , 颜色： 红色 , 动力：汽油
    >>> e = ECar("特斯拉", "黑色")
    >>> e.print_car()
    品牌： 特斯拉 , 颜色： 黑色 , 动力：电池

执行正常，子类已经重写了父类方法，而且不同的子类之间没有干扰。

7.3.4 super函数

仔细观察上面方法重载的例子可以发现，两个子类中print_car()非常相似，只有很少的一部分代码有区别，本着代码重用原则，可以使用super函数在子类中调用父类方法，以达到减少子类代码冗余的目的。

Super是Python的内置函数，可以用来调用父类的方法，这在方法被重载时非常有用。Super函数的语法：super([type[,object-or-type]])。

Super函数有两种用法：①在单继承结构中，super可以隐式地返回父类。②支持多继承，这也是除Python外几乎目前所有编程语言中唯一一种能做到合理使用多继承的方式，super使得开发人员可以很好地解决菱形继承问题。不管哪种用法，super的调用都类似下面形式：

    class C(B):
    def method(self, arg):
        super().method(arg)    #等同于: super(C, self).method(arg)

了解了以上知识后，使用super修改上面代码：

7.3.5 访问权限

前面例子中所有类的属性与方法都是公有的，也就是说，子类可以没有限制地使用基类的任何成员。但是有时还需要对类成员的访问权限加以控制，如只允许类内部使用，或者只允许类本身和子类使用。

□ 类的私有属性如下。

__private_attrs：以两个下画线开头，不能在类的外部使用，在类内部使用时：self.__ private_attrs。

□ 类的私有方法：

__private_methods：以两个下画线开头，不能在类的外部使用，在类内部使用时：self.__private_methods。

读者可通过下面的例子看看私有属性与公有属性的区别：

访问公有变量与私有变量：

可见在类外部是不能访问私有变量的，但是其实Python的私有变量是一个伪私有变量，使用dir函数（dir是Python的内置函数，可以用来查看对象的所有属性与方法）查看实例at：

从输出结果可见，at包含了一个属性_AccessTest__private，这个属性其实就是我们前面定义的__private属性，这是Python的名称修饰（name mangling）功能对__private的重命名。我们继续访问这个_AccessTest__private属性，看看它是不是真的等于__private呢？

    >>> print(at._AccessTest__private)
    1

果然符合预期。