在使用编程语言抽象事物之间的继承关系的时候,需要考虑对多继承的实现。
所谓多继承就是说一个类有多个基类,举个简单的例子,dog是animal,同时dog又是runnable(可以跑动的对象)。
多继承对于人类的思维来说是比较正常直观的,但是对于计算机编程语言,都会遇到一个绕不过去的问题,那就是菱形继承(diamond problem),下面这个图形象展示了什么是菱形继承
从上图可以看到,类B、类C都继承了类A,类D同时继承了类B和类C,在继承关系上就形成了“菱形”--类D有两条路径到达类A。菱形问题带来什么问题呢,如果类A定义了某个方法foo,而且B和C都没有重写该方法,那么B和C都会有某种机制找到foo,那么对于D的实例在调用foo方法的时候,是调用到B中指向的foo方法还是C中指向的foo方法呢?
菱形继承的问题会影响到语言的设计,一些编程语言支持多继承,如C++、python等等;另外一些则不支持多继承,如Java,ruby等。对于支持多继承的语言,为了解决菱形继承的问题,一般都会使用特定的方法,比如C++中的虚继承,python中的新式类的MRO。而对于不支持多继承的语言,一般使用某种接口(或者约定、协议)来实现多继承的功能,如Java中的interface,ruby中的include module。
假设我们要实现以下4种动物:Animal
类
- Dog - 狗狗;
- Bat - 蝙蝠;
- Parrot - 鹦鹉;
- Ostrich - 鸵鸟。
如果按照哺乳动物和鸟类归类,我们可以设计出这样的类的层次:
但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类,我们就应该设计出这样的类的层次:
如果要把上面的两种分类都包含进来,我们就得设计更多的层次:
- 哺乳类:能跑的哺乳类,能飞的哺乳类;
- 鸟类:能跑的鸟类,能飞的鸟类。
这么一来,类的层次就复杂了:
如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”,类的数量会呈指数增长,很明显这样设计是不行的。
正确的做法是采用多重继承。首先,主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计:
class Animal(object):
pass
# 大类:
class Mammal(Animal):
pass
class Bird(Animal):
pass
# 各种动物:
class Dog(Mammal):
pass
class Bat(Mammal):
pass
class Parrot(Bird):
pass
class Ostrich(Bird):
pass
我们要给动物再加上Runnable
和Flyable
的功能,只需要先定义好Runnable
和Flyable
的类:
class Runnable(object):
def run(self):
print('Running...')
class Flyable(object):
def fly(self):
print('Flying...')
对于需要Runnable
功能的动物,就多继承一个Runnable
,例如Dog
:
class Dog(Mammal, Runnable):
pass
对于需要Flyable
功能的动物,就多继承一个Flyable
,例如Bat
class Bat(Mammal, Flyable):
pass
通过多重继承,一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。
更多内容请参考:廖雪峰老师的多继承https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/0014318680104044a55f4a9dbf8452caf71e8dc68b75a18000