python子類呼叫父類成員有2種方法，分別是普通方法和super方法

假設Base是基類

class Base(object):
      def __init__(self):
           print “Base init”
則普通方法如下

class Leaf(Base):
       def __init__(self):
              Base.__init__(self)
              print “Leaf init”
super方法如下

class Leaf(Base):
       def __init__(self):
              super(Leaf, self).__init__()
              print “Leaf init”
在上面的簡單場景下，兩種方法的效果一致：

>>> leaf = Leaf()

Base init

Leaf init

 

2.   鑽石繼承遇到的難題
當我們來到鑽石繼承場景時，我們就遇到了一個難題：



如果我們還是使用普通方法呼叫父類成員，程式碼如下：

class Base(object):
  def __init__(self):
    print “Base init”
class Medium1(Base):
  def __init__(self):
    Base.__init__(self)
    print “Medium1 init”
class Medium2(Base):
  def __init__(self):
    Base.__init__(self)
    print “Medium2 init”
class Leaf(Medium1, Medium2):
  def __init__(self):
    Medium1.__init__(self)
    Medium2.__init__(self)
    print “Leaf init”
當我們生成Leaf物件時，結果如下：

>>> leaf = Leaf()

Base init

Medium1 init

Base init

Medium2 init

Leaf init

可以看到Base被初始化了 兩次 ！這是由於Medium1和Medium2各自呼叫了Base的初始化函式導致的。

3.   各語言的解決方法
鑽石繼承中，父類被多次初始化是個非常難纏的問題，我們來看看其他各個語言是如何解決這個問題的：

3.1. C++
C++使用虛擬繼承來解決鑽石繼承問題。

Medium1和Medium2虛擬繼承Base。當生成Leaf物件時，Medium1和Medium2並不會自動呼叫虛擬基類Base的建構函式，而需要由Leaf的建構函式顯式呼叫Base的建構函式。

3.2. Java
Java禁止使用多繼承。

Java使用單繼承+介面實現的方式來替代多繼承，避免了鑽石繼承產生的各種問題。

3.3. Ruby
Ruby禁止使用多繼承。

Ruby和Java一樣只支援單繼承，但它對多繼承的替代方式和Java不同。Ruby使用Mixin的方式來替代，在當前類中mixin入其他模組，來做到程式碼的組裝效果。

3.4. Python
Python和C++一樣，支援多繼承的語法。但Python的解決思路和C++完全不一樣，Python是的用就是super

我們把第2章的鑽石繼承用super重寫一下，看一下輸出結果

class Base(object):
  def __init__(self):
    print “Base init”
class Medium1(Base):
  def __init__(self):
    super(Medium1, self).__init__()
    print “Medium1 init”
class Medium2(Base):
  def __init__(self):
    super(Medium2, self).__init__()
    print “Medium2 init”
class Leaf(Medium1, Medium2):
  def __init__(self):
    super(Leaf, self).__init__()
    print “Leaf init”
我們生成Leaf物件：

>>> leaf = Leaf()

Base init

Medium2 init

Medium1 init

Leaf init

可以看到整個初始化過程符合我們的預期，Base只被初始化了1次。而且重要的是，相比原來的普通寫法，super方法並沒有寫額外的程式碼，也沒有引入額外的概念

4.   super的核心：mro
要理解super的原理，就要先了解mro。mro是method resolution order的縮寫，表示了類繼承體系中的成員解析順序。

在python中，每個類都有一個mro的類方法。我們來看一下鑽石繼承中，Leaf類的mro是什麼樣子的：

>>> Leaf.mro()

[Leaf, Medium1, Medium2, Base]

可以看到mro方法返回的是一個祖先類的列表。Leaf的每個祖先都在其中出現一次，這也是super在父類中查詢成員的順序。

通過mro，python巧妙地將多繼承的圖結構，轉變為list的順序結構。super在繼承體系中向上的查詢過程，變成了在mro中向右的線性查詢過程，任何類都只會被處理一次。

通過這個方法，python解決了多繼承中的2大難題：

1. 查詢順序問題。從Leaf的mro順序可以看出，如果Leaf類通過super來訪問父類成員，那麼Medium1的成員會在Medium2之前被首先訪問到。如果Medium1和Medium2都沒有找到，最後再到Base中查詢。

2. 鑽石繼承的多次初始化問題。在mro的list中，Base類只出現了一次。事實上任何類都只會在mro list中出現一次。這就確保了super向上呼叫的過程中，任何祖先類的方法都只會被執行一次。

至於mro的生成演算法，可以參考這篇wiki：https://en.wikipedia.org/wiki/C3_linearization

5.   super的具體用法
我們首先來看一下python中的super文件

>>> help(super)

Help on class super in module __builtin__:

class super(object)

|  super(type, obj) -> bound super object; requires isinstance(obj, type)

|  super(type) -> unbound super object

|  super(type, type2) -> bound super object; requires issubclass(type2, type)

光從字面來看，這可以算是python中最語焉不詳的幫助文件之一了。甚至裡面還有一些術語誤用。那super究竟應該怎麼用呢，我們重點來看super中的第1和第3種用法

5.1. super(type, obj)
當我們在Leaf的__init__中寫這樣的super時：

class Leaf(Medium1, Medium2):
       def __init__(self):
              super(Leaf, self).__init__()
              print “Leaf init”
super(Leaf, self).__init__()的意思是說：

獲取self所屬類的mro, 也就是[Leaf, Medium1, Medium2, Base]
從mro中Leaf右邊的一個類開始，依次尋找__init__函式。這裡是從Medium1開始尋找
一旦找到，就把找到的__init__函式繫結到self物件，並返回
從這個執行流程可以看到，如果我們不想呼叫Medium1的__init__，而想要呼叫Medium2的__init__，那麼super應該寫成：super(Medium1, self)__init__()

5.2. super(type, type2)
當我們在Leaf中寫類方法的super時：

class Leaf(Medium1, Medium2):
       def __new__(cls):
              obj = super(Leaf, cls).__new__(cls)
              print “Leaf new”
              return obj
super(Leaf, cls).__new__(cls)的意思是說：

獲取cls這個類的mro，這裡也是[Leaf, Medium1, Medium2, Base]
從mro中Leaf右邊的一個類開始，依次尋找__new__函式
一旦找到，就返回“ 非繫結 ”的__new__函式
由於返回的是非繫結的函式物件，因此呼叫時不能省略函式的第一個引數。這也是這裡呼叫__new__時，需要傳入引數cls的原因

同樣的，如果我們想從某個mro的某個位置開始查詢，只需要修改super的第一個引數就行

6.   小結
至此，我們講解了和super相關的用法及原理，小結一下我們講過的內容有：

python呼叫父類成員共有2種方法：普通方法，super方法
在鑽石繼承中，普通方法會遇到Base類兩次初始化的問題
簡述了其他語言對這個問題的解決方法，並用例項展示了python使用super可以解決此問題
在講super具體用法前，先講了super的核心：mro的知識和原理
講解了super兩種主要的用法及原理