小牛叔帶你輕松飛越Python類的門檻

1. 大話繼承

繼承最好的示例竟然是病毒復(fù)制。類似于COVID-19病毒全球肆虐，病毒復(fù)制變異的過程就是下一代繼承上一代部分特性，并發(fā)展出新特性的過程（如下圖）。

因此編程中的繼承，也具有如下兩個(gè)特征：

1. 復(fù)制上一代的特性（即屬性與方法）
2. 發(fā)展出新特性（即屬性與方法）

2. 層次性與復(fù)用

可以把類Class看成病毒（代碼）的DNA，那么定義新的類（Class）就相當(dāng)于產(chǎn)生了新病毒，而從類創(chuàng)建實(shí)例的過程，就類似于同病毒自我復(fù)制產(chǎn)生很多DNA相同的病毒體， 類的繼承就相當(dāng)于這個(gè)DNA在復(fù)制過程中產(chǎn)生了變異，產(chǎn)生了新的種類的病毒DNA或是病毒的變種的DNA的過程。

“繼承”過程在程序中通常必須由程序來手工的顯式聲明（當(dāng)然也不排除能自我復(fù)制變異的程序存在:-) ），假設(shè)我們正在給類似于王者榮耀的游戲做NPC的角色，為了重復(fù)利用角色的特性，我們可以把各種角色以層次關(guān)系進(jìn)行組織，圖中第個(gè)節(jié)點(diǎn)都是類：

在這樣的繼承關(guān)系里，所有的NPC都可以共享相同的底層邏輯：共享各種屬性比如生命值，攻擊能力（值是不同的但是名稱相同）；并且可以共享相同的行為（即方法）比如攻擊，無論什么NPC攻擊了就可以讓對(duì)方減少生命值。

看上圖的第二層，小兵繼承自NPC，并且可以發(fā)展出自己的特性給下一層的Class重復(fù)使用。比如小兵可以增加“行走”這個(gè)行為（即方法），這個(gè)方法可以讓小兵沿著兵線路徑進(jìn)行移動(dòng)，無論什么兵都要共用這個(gè)行為。

3. 基本示例

下面我們就要實(shí)現(xiàn)上圖兩個(gè)類: NPC和Soldier，其關(guān)系如下圖所示：

下面的代碼實(shí)現(xiàn)上面的類的繼承，先定義最基本的NPC類和Soldier類如下：

 1 class Npc:
 2 
 3     def __init__(self,name):   #初始化方法 self（方法的第1個(gè)位置參數(shù)）代表這個(gè)類的實(shí)例
 4         self.name = 'NPC' #初始名稱為NPC
 5         self.life = 100   #生命值初始為100
 6         self.harm = 2     #傷害初始為2
 7 
 8     def __str__(self):    #實(shí)例轉(zhuǎn)成字符串時(shí)返回的字符串值
 9         return '%s %d'%(self.name,self.life)  #返回這個(gè)類的實(shí)例時(shí)就打印名稱和生命值
10 
11     def attack(self,other): #攻擊使別人生命值下降，把“別人”(other)當(dāng)成參數(shù)傳進(jìn)來
12         print(self.name,'攻擊',other.name,'-%d'%self.harm)
13         other.life -= self.harm
14 
15 
16 class Soldier(Npc):
17     def __init__(self,name):
18         super().__init__(name)      #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼
19         self.name = name            #士兵的名稱
20     
21  

?

從Npc類的定義（參考前文介紹的類的定義）分析，明顯可以看到這個(gè)類有3個(gè)屬性分別是life（生命值）、harm(傷害力)和name（名稱）并且有攻擊行為（方法）。

繼承語法：子類士兵定義時(shí)直接在類名士兵(Soldier）后使用括號(hào)即可，該類沒有產(chǎn)生新的屬性，只是使用傳入的名稱覆蓋了原來的name屬性。大家注意如下的表達(dá)式：

        super().__init__(name)          #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼

?

表達(dá)式super()指的是父類的列表，這個(gè)語句就是調(diào)用父類Npc的初始化函數(shù)，這就顯式地繼承了NPC的3個(gè)屬性：life（生命值）、harm(傷害力)和name（名稱）。在其它情況下如果父類還有父類就會(huì)以MRO的順序來排列。下面有文章是專門講MRO的，可以參考：

4.重用父類方法

在上面Soldier類中沒有定義attack（攻擊）方法，而attack是定義在其父類Npc中的，那么我們可不可以直接在子類中使用呢？添加并運(yùn)行如下的代碼：

soldier_a = Soldier('紅方兵')  #實(shí)例化士兵a
soldier_b = Soldier('藍(lán)方兵')  #實(shí)例化士兵b
soldier_a.attack(soldier_b)   #使用了父類attack的方法
print(soldier_a,soldier_b)    #打印攻擊的效果

上述代碼在游戲當(dāng)中產(chǎn)生了紅藍(lán)兩方的士兵，并且通過初始化方法傳入了名稱，并且通過實(shí)例調(diào)用了attack方法，如果這個(gè)方法起作用的話，那么其中被攻擊的藍(lán)方兵應(yīng)該生命值下降。把整個(gè)程序一起運(yùn)行，看到如下的結(jié)果：

紅方兵 攻擊 藍(lán)方兵 -2
紅方兵 100 藍(lán)方兵 98

可以看到無需要任何設(shè)置，子類可以直接使用父類的方法，但是子類必須通過重構(gòu)__init()__這個(gè)函數(shù)，并且在函數(shù)中使用super()方法來，創(chuàng)建父類通過_init()__創(chuàng)建的實(shí)例屬性。

5. 重構(gòu)其它方法

Soldier子類完全重用了父類的attack方法，實(shí)際上也重構(gòu)了父類的__init()__函數(shù)，以獲得父類的屬性。你作為游戲設(shè)計(jì)者，覺得這種“攻擊”太普通了，想設(shè)計(jì)更酷炫的“攻擊”，這就需要通過重構(gòu)attack方法，來增加新的特性。

為了讓讀者更加了解方法的重構(gòu)，我們假設(shè)“超級(jí)兵”自帶“反甲”，即在受到攻擊時(shí)自己受傷的同時(shí)，會(huì)讓對(duì)方損失生命值。我們通過繼承Soldier類來看看這個(gè)“超級(jí)兵”的attack怎么寫？從NPC -> 兵 -> 超級(jí)兵 ，繼承的關(guān)系如下圖：

繼續(xù)添加并運(yùn)行如下的代碼：

class SuperSoldier(Soldier):
    def __init__(self,name):
        self.armHarm = 1                 #反甲傷害
        super().__init__(name)           #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼
    
    def attack(self,other):
        super().attack(other)        #調(diào)用上層的攻擊函數(shù)，重用父類的普通攻擊行為
        if other.armHarm:
            self.life -= other.armHarm
            print(other.name, '有反甲受傷:',other.armHarm)

super_a = SuperSoldier('超級(jí)兵A')  #實(shí)例化帶反甲的超級(jí)兵
super_b = SuperSoldier('超級(jí)兵B')  #實(shí)例化帶反甲的超級(jí)兵
super_b.attack(super_a)           #超級(jí)B攻擊A
print(super_a,super_b)   

?

上述代碼給超級(jí)兵增加了反甲傷害的屬性，并且重寫了attack代碼，運(yùn)行后，結(jié)果如下：

超級(jí)兵B 攻擊 超級(jí)兵A -2
超級(jí)兵A 有反甲受傷: 1
超級(jí)兵A 98 超級(jí)兵B 99

可以看出超級(jí)兵B雖然攻擊了A但是自己也受了1點(diǎn)的傷害。通過在類中對(duì)父類定義的函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，并且結(jié)合super()函數(shù)，我們即可以重用老特性也可以為下一代增加新特性。

6. 多類繼承

多類繼承即有多個(gè)父類，這樣就可以綜合多個(gè)類的特性。 在王者里，已方戰(zhàn)勝大龍，在我方兵線里會(huì)產(chǎn)生一種生物叫主宰先鋒，如下所示它即有著兵的通常屬性比如走路路線、生命值、攻擊力，也有著龍（野怪）的噴火攻擊方式。

新建文件，復(fù)制粘貼下面全部的代碼：

class Npc:

    def __init__(self,name):   #初始化方法 self（方法的第1個(gè)位置參數(shù)）代表這個(gè)類的實(shí)例
        self.name = 'NPC' #初始名稱為NPC
        self.life = 100   #生命值初始為100
        self.harm = 2     #傷害初始為2

    def __str__(self):    #實(shí)例轉(zhuǎn)成字符串時(shí)返回的字符串值
        return '%s %d'%(self.name,self.life)  #返回這個(gè)類的實(shí)例時(shí)就打印名稱和生命值

    def attack(self,other): #攻擊使別人生命值下降，把“別人”(other)當(dāng)成參數(shù)傳進(jìn)來
        print(self.name,'攻擊',other.name,'-%d'%self.harm)
        other.life -= self.harm


class Soldier(Npc):
    def __init__(self,name):
        super().__init__(name)          #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼
        self.name = name            #士兵的名稱
    
    def move(self):
        print(self.name,'走路','.'*20)  #用打出一個(gè)點(diǎn)代表移動(dòng)

class Beast(Npc):
    def __init__(self,name):
        super().__init__(name)          #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼
        self.name = name

    def fire(self):
        print(self.name,'噴火','*'*20)


class Pioneer(Soldier,Beast):
    def __init__(self,name):
        super().__init__(name)          #調(diào)用上層的初始化函數(shù)，使用父類的初始化代碼


p = Pioneer('主宰先鋒1')
print(p)
p.move()
p.fire()

?

運(yùn)行之后看到運(yùn)行結(jié)果：

主宰先鋒1 100
主宰先鋒1 走路 ....................
主宰先鋒1 噴火 ********************

通過繼承兩個(gè)類，這個(gè)主宰先鋒即有了走路的功能(只在父類Soldier中有定義），也有了噴火的功能（只在父類Beast中有定義），并且具有最原始的NPC的各種屬性。

以上就是本篇類對(duì)象繼承的內(nèi)容，類的最核心的概念還是復(fù)用，一般高手寫程序時(shí)都是從最抽象的類的開始寫，把最容易共用的代碼先寫好，自頂向下的寫程序。

小牛叔寫文畫畫都不易，記得點(diǎn)贊。

本節(jié)的繼承，如果您看得開心，記得分享給其它小朋友哦。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-768252.html

到了這里，關(guān)于Python趣味入門14:類的繼承的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！