Python super 沒那麼簡單

Python · 發表 2018-12-18 13:09:59

摘要：說到super ，大家可能覺得很簡單呀，不就是用來呼叫父類方法的嘛。如果真的這麼簡單的話也就不會有這篇文章了，且聽我細細道來。:smile: 約定在開始之前我們來約定一下本文所使用的 Python 版本。預設用的是 Python 3，也就是說：本文所定義的類都是新式...

說到super ，大家可能覺得很簡單呀，不就是用來呼叫父類方法的嘛。如果真的這麼簡單的話也就不會有這篇文章了，且聽我細細道來。:smile:

約定

在開始之前我們來約定一下本文所使用的 Python 版本。預設用的是 Python 3，也就是說：本文所定義的類都是新式類。如果你用到是 Python 2 的話，記得繼承object :

# 預設， Python 3
class A:
pass

# Python 2
class A(object):
pass

Python 3 和 Python 2 的另一個區別是: Python 3 可以使用直接使用super().xxx 代替super(Class, self).xxx :

# 預設，Python 3
class B(A):
def add(self, x):
super().add(x)

# Python 2
class B(A):
def add(self, x):
super(B, self).add(x)

所以，你如果用的是 Python 2 的話，記得將本文的super() 替換為suepr(Class, self) 。

如果還有其他不相容 Python 2 的情況，我會在文中註明的。

單繼承

在單繼承中super 就像大家所想的那樣，主要是用來呼叫父類的方法的。

class A:
def __init__(self):
self.n = 2

def add(self, m):
print('self is {0} @A.add'.format(self))
self.n += m


class B(A):
def __init__(self):
self.n = 3

def add(self, m):
print('self is {0} @B.add'.format(self))
super().add(m)
self.n += 3

你覺得執行下面程式碼後，b.n 的值是多少呢？

b = B()
b.add(2)
print(b.n)

執行結果如下:

self is <__main__.B object at 0x106c49b38> @B.add
self is <__main__.B object at 0x106c49b38> @A.add
8

這個結果說明了兩個問題:

super().add(m) 確實呼叫了父類 A 的add 方法。
super().add(m) 呼叫父類方法def add(self, m) 時, 此時父類中self 並不是父類的例項而是子類的例項, 所以b.add(2) 之後的結果是 5 而不是 4 。

不知道這個結果是否和你想到一樣呢？下面我們來看一個多繼承的例子。

多繼承

這次我們再定義一個class C ，一個class D :

class C(A):
def __init__(self):
self.n = 4

def add(self, m):
print('self is {0} @C.add'.format(self))
super().add(m)
self.n += 4


class D(B, C):
def __init__(self):
self.n = 5

def add(self, m):
print('self is {0} @D.add'.format(self))
super().add(m)
self.n += 5

下面的程式碼又輸出啥呢？

d = D()
d.add(2)
print(d.n)

這次的輸出如下:

self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @D.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @B.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @C.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @A.add
19

你說對了嗎？你可能會認為上面程式碼的輸出類似:

self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @D.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @B.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @A.add
15

為什麼會跟預期的不一樣呢？下面我們將一起來看看super 的奧祕。

super 是個類

當我們呼叫super() 的時候，實際上是例項化了一個super 類。你沒看錯，super 是個類，既不是關鍵字也不是函式等其他資料結構:

>>> class A: pass
...
>>> s = super(A)
>>> type(s)
<class 'super'>
>>>

在大多數情況下，super 包含了兩個非常重要的資訊: 一個 MRO(Method Resolution Order) 列表以及 MRO 中的一個類。當以如下方式呼叫super 時:

super(a_type, obj)

MRO 列表指的是type(obj) 的 MRO 列表, MRO 中的那個類就是a_type , 同時isinstance(obj, a_type) == True 。

當這樣呼叫時:

super(type1, type2)

MRO 指的是type2 的 MRO 列表, MRO 中的那個類就是type1 ，同時issubclass(type2, type1) == True 。

那麼，super() 實際上做了啥呢？簡單來說就是：提供一個 MRO 列表以及一個 MRO 中的類 C ，super() 將返回一個從 MRO 列表中 C 之後的類中查詢方法的物件。

也就是說，查詢方式時不是像常規方法一樣從所有的 MRO 類中查詢，而是從 MRO 列表的 tail 中查詢。

舉個栗子, 有個 MRO 列表:

[A, B, C, D, E, object]

下面的呼叫:

super(C, A).foo()

super 只會從 C 之後查詢，即: 只會在 D 或 E 或object 中查詢foo 方法。

多繼承中 super 的工作方式

再回到前面的

d = D()
d.add(2)
print(d.n)

現在你可能已經有點眉目，為什麼輸出會是

self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @D.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @B.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @C.add
self is <__main__.D object at 0x10ce10e48> @A.add
19

了吧 :wink:

下面我們來具體分析一下:

D 的 MRO 是:[D, B, C, A, object] 。備註: 可以通過D.mro() (Python 2 使用D.__mro__ ) 來檢視 D 的 MRO 資訊）
詳細的程式碼分析如下:

class A:
def __init__(self):
self.n = 2

def add(self, m):
# 第四步
# 來自 D.add 中的 super
# self == d, self.n == d.n == 5
print('self is {0} @A.add'.format(self))
self.n += m
# d.n == 7


class B(A):
def __init__(self):
self.n = 3

def add(self, m):
# 第二步
# 來自 D.add 中的 super
# self == d, self.n == d.n == 5
print('self is {0} @B.add'.format(self))
# 等價於 suepr(B, self).add(m)
# self 的 MRO 是 [D, B, C, A, object]
# 從 B 之後的 [C, A, object] 中查詢 add 方法
super().add(m)

# 第六步
# d.n = 11
self.n += 3
# d.n = 14

class C(A):
def __init__(self):
self.n = 4

def add(self, m):
# 第三步
# 來自 B.add 中的 super
# self == d, self.n == d.n == 5
print('self is {0} @C.add'.format(self))
# 等價於 suepr(C, self).add(m)
# self 的 MRO 是 [D, B, C, A, object]
# 從 C 之後的 [A, object] 中查詢 add 方法
super().add(m)

# 第五步
# d.n = 7
self.n += 4
# d.n = 11


class D(B, C):
def __init__(self):
self.n = 5

def add(self, m):
# 第一步
print('self is {0} @D.add'.format(self))
# 等價於 super(D, self).add(m)
# self 的 MRO 是 [D, B, C, A, object]
# 從 D 之後的 [B, C, A, object] 中查詢 add 方法
super().add(m)

# 第七步
# d.n = 14
self.n += 5
# self.n = 19

d = D()
d.add(2)
print(d.n)

呼叫過程圖如下:

D.mro() == [D, B, C, A, object]
d = D()
d.n == 5
d.add(2)

class D(B, C):class B(A):class C(A):class A:
def add(self, m):def add(self, m):def add(self, m):def add(self, m):
super().add(m)1.--->super().add(m) 2.--->super().add(m)3.--->self.n += m
self.n += 5<------6. self.n += 3<----5. self.n += 4<----4. <--|
(14+5=19)(11+3=14)(7+4=11)(5+2=7)

現在你知道為什麼d.add(2) 後d.n 的值是 19 了吧 :wink:

That’s all! 希望這篇文章能對你有所幫助 :wink:

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Python super 沒那麼簡單

約定

單繼承

多繼承

super 是個類

多繼承中 super 的工作方式

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