Python中super函数用法实例分析

通过调用super获得父类实例从而可以实现该实例的初始化函数. 这在实践中太常用了 (因为要继承父类的功能, 又要有新的功能).

直接使用父类来调用的差异

事实上, 上面的super函数方法还可以这么写:

class A(object):
 def __init__(self):
  print "enter A"
  print "leave A"
class B(A):
 def __init__(self):
  print "enter B"
  A.__init__(self)
  print "leave B"

通过直接使用父类类名来调用父类的方法, 实际也是可行的. 起码在上面的例子中效果上他们现在是一样的. 这种方法在老式类中也是唯一的调用父类的方法 (老式类没有super).

通过父类类名调用方法很常用, 比较直观. 但其效果和super还是有差异的. 例如:

class A(object):
 def __init__(self):
  print "enter A"
  print "leave A"
class B(A):
 def __init__(self):
  print "enter B"
  A.__init__(self)
  print "leave B"
class C(A):
 def __init__(self):
  print "enter C"
  A.__init__(self)
  print "leave C"
class D(B,C):
 def __init__(self):
  print "enter D"
  B.__init__(self)
  C.__init__(self)
  print "leave D"
> d=D()
enter D
enter B
enter A
leave A
leave B
enter C
enter A
leave A
leave C
leave D

可以发现, 这里面A的初始化函数被执行了两次. 因为我们同时要实现B和C的初始化函数, 所以分开调用两次, 这是必然的结果.

但如果改写成super呢"htmlcode">

class A(object):
 def __init__(self):
  print "enter A"
  print "leave A"
class B(A):
 def __init__(self):
  print "enter B"
  super(B,self).__init__()
  print "leave B"
class C(A):
 def __init__(self):
  print "enter C"
  super(C,self).__init__()
  print "leave C"
class D(B,C):
 def __init__(self):
  print "enter D"
  super(D,self).__init__()
  print "leave D"
> d=D()
enter D
enter B
enter C
enter A
leave A
leave C
leave B
leave D

会发现所有父类ABC只执行了一次, 并不像之前那样执行了两次A的初始化.

然后, 又发现一个很奇怪的: 父类的执行是 BCA 的顺序并且是全进入后再统一出去. 这是MRO表问题, 后面继续讨论.

如果没有多继承, super其实和通过父类来调用方法差不多. 但, super还有个好处: 当B继承自A, 写成了A.__init__, 如果根据需要进行重构全部要改成继承自 E,那么全部都得改一次! 这样很麻烦而且容易出错! 而使用super()就不用一个一个改了(只需类定义中改一改就好了)

Anyway, 可以发现, super并不是那么简单.

MRO 表

MRO是什么"htmlcode">

> D.mro() # or d.__class__.mro() or D.__class__.mro(D) 
[D, B, C, A, object]
> B.mro()
[B, A, object]
> help(D.mro)
#Docstring:
#mro() -> list
#return a type's method resolution order
#Type:  method_descriptor

MRO就是类的方法解析顺序表, 其实也就是继承父类方法时的顺序表 (类继承顺序表去理解也行) 啦.

这个表有啥用"htmlcode">

def super(cls, inst):
 mro = inst.__class__.mro()
 return mro[mro.index(cls) + 1]

换而言之, super方法实际是调用了cls的在MRO表中的下一个类. 如果是简单一条线的单继承, 那就是父类->父类一个一个地下去罗. 但对于多继承, 就要遵循MRO表中的顺序了. 以上面的D的调用为例:

d的初始化

-> D (进入D) super(D,self)
-> 父类B (进入B) super(B,self)
-> 父类C (进入C) super(C,self)
-> 父父类A (进入A)  (退出A) # 如有继续super(A,self)  -> object (停了)
-> (退出C)
-> (退出B)
-> (退出D)

所以, 在MRO表中的超类初始化函数只执行了一次!

那么, MRO的顺序究竟是怎么定的呢"external nofollow" target="_blank" href="https://www.python.org/download/releases/2.3/mro/">The Python 2.3 Method Resolution Order . 基本就是, 计算出每个类(从父类到子类的顺序)的MRO, 再merge 成一条线. 遵循以下规则:

在 MRO 中，基类永远出现在派生类后面，如果有多个基类，基类的相对顺序保持不变。 这个原则包括两点:

1. 基类永远在派生类后面
2. 类定义时的继承顺序影响相对顺序.

如果有以下继承 (Python中的super用法详解):

    object
     /   \
    /      A
   |     /   \
  B-1  C-2   D-2
    \   /    /
     E-1    /
        \  /
          F

那么MRO是: F －> E -> B -> C -> D -> A -> object

怎么解释呢"htmlcode">

L(O) = O
L(B) = B O
L(A) = A O
L(C) = C A O
L(D) = D A O
L(E) = E + merge(L(B),L(C))
  = E + merge(BO,CAO)
  = E + B + merge(O,CAO)
  = E + B + C + merge(O,AO)
  = E + B + C + A + merge(O,O)
  = E B C A O
L(F) = F + merge(L(E),L(D))
  = F + merge(EBCAO,DAO)
  = F + EBC + merge(AO,DAO)
  = F + EBC + D + merge(AO,AO)
  = F EBC D AO

看起来很复杂..但还是遵循在 MRO 中，基类永远出现在派生类后面，如果有多个基类，基类的相对顺序保持不变。所以, 我个人认为可以这么想:

• 先找出最长深度最深的继承路线F->E->C->A->object. (因为必然基类永远出现在派生类后面)
• 类似深度优先, 定出其余顺序: F->E->B->obj, F->D->A-object
• 如果有多个基类，基类的相对顺序保持不变, 类似于merge时优先提前面的项. 所以排好这些路线: (FEBO, FECAO, FDAO)
• F->E->B->obj且E(B,C)决定B在C前面.所以F->E->B->C->A->obj (相当于F+merge(EBO,ECAO)).
• F->D->A-object且F(E,D)决定了D在E后, 所以D在E后A前. 因为相对顺序, 相当于FE+merge(BCAO, DAO), 所以FE BC D AO

更多可参考

• Raymond Hettinger 的Python's super() considered super! (据说很经典的讨论)
• James Knight 的 Python's Super Considered Harmful
• Py3 cookbook: 8.7 调用父类方法http://python3-cookbook.readthedocs.org/zh_CN/latest/c08/p07_calling_method_on_parent_class.html
• Python编程中对super函数的正确理解和用法解析

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。