python:你不知道的super

super() 的入门使用

在类的继承中,如果重定义某个方法,该方法会覆盖父类的同名方法,但有时,我们希望能同时实现父类的功能,这时,我们就需要调用父类的方法了,可通过使用 super 来实现,比如:

class animal(object):
def __init__(self, name):
self.name = name
def greet(self):
print ‘hello, i am %s.’ % self.name
class dog(animal):
def greet(self):
super(dog, self).greet() # python3 可使用 super().greet()
print ‘wangwang…’

在上面,animal 是父类,dog 是子类,我们在 dog 类重定义了 greet 方法,为了能同时实现父类的功能,我们又调用了父类的方法,看下面的使用:

>>> dog = dog(‘dog’)
>>> dog.greet()
hello, i am dog.
wangwang..

super 的一个最常见用法可以说是在子类中调用父类的初始化方法了,比如:

class base(object):
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b
class a(base):
def __init__(self, a, b, c):
super(a, self).__init__(a, b) # python3 可使用 super().__init__(a, b)
self.c = c

深入 super()

看了上面的使用,你可能会觉得 super 的使用很简单,无非就是获取了父类,并调用父类的方法。其实,在上面的情况下,super 获得的类刚好是父类,但在其他情况就不一定了,super 其实和父类没有实质性的关联。

让我们看一个稍微复杂的例子,涉及到多重继承,代码如下:

class base(object):
def __init__(self):
print “enter base”
print “leave base”
class a(base):
def __init__(self):
print “enter a”
super(a, self).__init__()
print “leave a”
class b(base):
def __init__(self):
print “enter b”
super(b, self).__init__()
print “leave b”
class c(a, b):
def __init__(self):
print “enter c”
super(c, self).__init__()
print “leave c”

其中,base 是父类,a, b 继承自 base, c 继承自 a, b,它们的继承关系如下:

base
/ \
/ \
a b
\ /
\ /
c

现在,让我们看一下使用:

>>> c = c()
enter c
enter a
enter b
enter base
leave base
leave b
leave a
leave c

如果你认为 super 代表『调用父类的方法』,那你很可能会疑惑为什么 enter a 的下一句不是 enter base 而是 enter b。原因是,super 和父类没有实质性的关联,现在让我们搞清 super 是怎么运作的。

mro 列表

事实上,对于你定义的每一个类,python 会计算出一个方法解析顺序(method resolution order, mro)列表,它代表了类继承的顺序,我们可以使用下面的方式获得某个类的 mro 列表:

>>> c.mro() # or c.__mro__ or c().__class__.mro()
[__main__.c, __main__.a, __main__.b, __main__.base, object]

那这个 mro 列表的顺序是怎么定的呢,它是通过一个 c3 线性化算法来实现的,这里我们就不去深究这个算法了,感兴趣的读者可以自己去了解一下,总的来说,一个类的 mro 列表就是合并所有父类的 mro 列表,并遵循以下三条原则:

子类永远在父类前面

如果有多个父类,会根据它们在列表中的顺序被检查

如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

super 原理

super 的工作原理如下:

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

其中,cls 代表类,inst 代表实例,上面的代码做了两件事:

获取 inst 的 mro 列表

查找 cls 在当前 mro 列表中的 index, 并返回它的下一个类,即 mro[index + 1]

当你使用 super(cls, inst) 时,python 会在 inst 的 mro 列表上搜索 cls 的下一个类。

现在,让我们回到前面的例子。

首先看类 c 的 __init__ 方法:

super(c, self).__init__()

这里的 self 是当前 c 的实例,self.__class__.mro() 结果是:

[__main__.c, __main__.a, __main__.b, __main__.base, object]

可以看到,c 的下一个类是 a,于是,跳到了 a 的 __init__,这时会打印出 enter a,并执行下面一行代码:

super(a, self).__init__()

注意,这里的 self 也是当前 c 的实例,mro 列表跟上面是一样的,搜索 a 在 mro 中的下一个类,发现是 b,于是,跳到了 b 的 __init__,这时会打印出 enter b,而不是 enter base。

整个过程还是比较清晰的,关键是要理解 super 的工作方式,而不是想当然地认为 super 调用了父类的方法。

小结

事实上,super 和父类没有实质性的关联。

super(cls, inst) 获得的是 cls 在 inst 的 mro 列表中的下一个类。

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