28面向對象3_繼承_linkedlist

創(chuàng)新互聯(lián)基于分布式IDC數(shù)據(jù)中心構建的平臺為眾多戶提供雅安電信機房四川大帶寬租用成都機柜租用成都服務器租用。

inheritance繼承：...1

繼承中的訪問控制：...5

繼承中的初始化：...9

多繼承：...13

mixin：...16

習題：...23

single linkedlist.25

double linkedlist：...28

習題：...32

inheritance繼承：

人類和豬類都繼承自動物類；

個體繼承自父母，繼承了父母的一部分特征，但也可以有自己的個性；

在面向對象的世界中，從父類繼承，就可直接擁有父類的屬性和方法，這樣可減少代碼、多復用；

子類可定義自己的屬性和方法；

子類繼承父類的特征，特征即類屬性、類方法、靜態(tài)方法、實例屬性；

公共的屬性和方法，包括_開頭的；

隱私屬性和方法是__開頭的，對外暴露提供的方法要為屬性裝飾器的方法；

open-close-principle開閉原則：

對擴展開放（繼承開放），擴展個性化的地方；

修改關閉；

繼承也稱派生；

class Cat(Animal)這種形式就是從父類繼承，括號中寫繼承的類的列表；

繼承可讓子類從父類獲取特征（屬性和方法）；

父類，Animal就是Cat的父類，也稱基類、超類；

子類，Cat就是Animal的子類，也稱派生類；

定義：

class 子類(基類1[,基類2,...]):

???????? 語句塊

如果定義類時，沒有基類列表，等同于繼承自object，在python3中，object是所有對象的根基類，倒置的根；

python2中有古典類（舊式類）、新式類，3.0全是新式類；

python支持多繼承，繼承也可以多級，多級展開即tree，不一定是二叉樹；

單繼承（一條鏈串起來）；多繼承；

單繼承關系圖：

子類指向父類；

28面向對象3_繼承_linkedlist

繼承的特殊屬性和方法：

__base__，類的基類，過時了；

__bases__，類的基類元組；

__mro__，多繼承時用，顯示方法查找順序，基類的元組，多繼承中非常重要，mro()方法的結果會放在__mro__里；

mro()，多繼承時用，同上，int.mro()，在類上用該方法，實例上不能用；

__subclasses__()，類的子類列表，int.__subclasses__()；

python不同版本的類：

py2.2之前，類是沒有共同的祖先的，之后，引入object類，它是所有類的共同祖先類object；

py2為了兼容，分為古典類（舊式類）和新式類；

py3中全是新式類；

新式類都是繼承自object類的，新式類可使用super()；

py2與py3版本不同，不僅是語法方面，還有類構建方面；

例：

class Animal(object):?? #等價于class Animal:，默認繼承自object，若加上object則兼容python2

??? x = 123

??? def __init__(self):

??????? self.name = 'tom'

??? def getname(self):

??????? return self.name

class Cat(Animal):

??? pass

class Dog():

??? pass

tom = Cat()

print(tom.name)

print(tom.__dict__)

print(tom.getname())

dog = Dog()

# print(dog.name)

# print(dog.getname())

輸出：

tom

{'name': 'tom'}

tom

例：

class Animal(object):

??? x = 123

??? def __init__(self,name):

??????? self._name = name

??? @property?? #裝飾后的也能繼承，終歸Animal類的管轄

??? def name(self):

??????? return self._name?? #公共屬性

??? def shout(self):

??????? print('Animal shout')

class Cat(Animal):

??? x = 'cat'?? #override覆蓋

??? def shout(self):?? #override覆蓋（重寫），與rewrite是兩碼事

??????? print('miao')

class Dog(Animal):

??? pass

class Garfield(Cat):

??? pass

class PersiaCat(Cat):

??? # def __init__(self):?? #call to __init__ of super class is missed，需調用父類方法

??? #???? self.eyes = 'blue'

??? pass

tom = Cat('tom')

print(tom.name)

print(tom.__dict__)

tom.shout()?? #自有的，體現(xiàn)個性

dog = Dog('ahuang')

dog.shout()?? #自己沒有的，用繼承的'Animal shout'

gf = Garfield(Cat)

gf.shout()

pc = PersiaCat('persiacat')

print(pc.__dict__)

# pc.name = 'persiacat'?? #不可修改

pc.eyes = 'blue,green'

pc.shout()

print(pc.name,pc.eyes)

print(pc.__dict__)

輸出：

tom

{'_name': 'tom'}

miao

Animal shout

miao

{'_name': 'persiacat'}

miao

persiacat blue,green

{'_name': 'persiacat', 'eyes': 'blue,green'}

例：

gf = Garfield(Cat)

gf.shout()

print('gf.mro={}'.format(gf.__class__.mro()))?? #mro()方法，只能在類上用，不能在實例上用

print('gf.mro={}'.format(gf.__class__.__mro__))

print('gf.bases={}'.format(gf.__class__.__bases__))

輸出：

miao

gf.mro=[<class '__main__.Garfield'>, <class '__main__.Cat'>, <class '__main__.Animal'>, <class 'object'>]

gf.mro=(<class '__main__.Garfield'>, <class '__main__.Cat'>, <class '__main__.Animal'>, <class 'object'>)

gf.bases=(<class '__main__.Cat'>,)

例：

In [1]: int.__subclasses__()

Out[1]: [bool, sre_constants._NamedIntConstant, <enum 'IntEnum'>]

In [2]: int.__bases__

Out[2]: (object,)

In [3]: int.__base__

Out[3]: object

In [4]: int.mro()?? #返回int自身

Out[4]: [int, object]

In [5]: int.__mro__

Out[5]: (int, object)

繼承中的訪問控制：

從父類繼承，自己沒有的，就可到父類中找；

私有的都是不可訪問的，本質上是改了名并放入所在類的__dict__中，知道這個新名稱就可直接找到這個隱藏的變量，這是個黑魔法技巧，慎用；

繼承時，公有的（除__開頭的），子類和實例都可隨意訪問；私有的，被隱藏，子類和實例不可直接訪問，私有變量所在的類內有方法，則可訪問這個私有變量；

python通過自己一套實現(xiàn)，實現(xiàn)和其它語言一樣的面向對象的繼承機制；

屬性查找順序：

實例的__dict__-->類__dict__，有繼承-->父類__dict__；

如果搜索這些地方后沒找到就拋異常，先找到就立即返回了；

方法的重寫（覆蓋）override：

super()，新式類中提供了該方法，可訪問到父類的屬性，具體原理后續(xù)；

Animal.__init__(self,name)，py2寫法；

super().__init__(name)，相當于super(Cat,self).__init__(name)完整寫法，py3寫法，

self.__class__.__base__.__init__(self,name)，不推薦使用；

例：

class Animal(object):

??? x = 123

??? def __init__(self,name):

??????? self._name = name

??????? self.__age = 10

class Cat(Animal):

??? x = 'cat'

class Garfield(Cat):

??? pass

tom = Garfield('tom')

print(tom.__dict__)?? #輸出隱私屬性_Animal__age，_父類的名字__屬性，誰有這個屬性編譯器就改名字為誰，當前只Animal類上有

print(Garfield.__dict__)?? #子類先找自己的實例，再依次往上找父類

print(Cat.__dict__)?? #類中找不到_Animal__age，該屬性在實例里，self即為實例，實例屬性的__dict__，方法是在類中

輸出：

{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}

{'__module__': '__main__', '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', 'x': 'cat', '__doc__': None}

例（方法的重寫（覆蓋））：

class Animal(object):

??? x = 123

??? def __init__(self,name):

??????? self._name = name

??????? self.__age = 10

??? @property

??? def name(self):

??????? return self._name

??? def shout(self):

??????? print('Animal shout')

class Cat(Animal):

??? x = 'cat'

??? def __init__(self,name):

??????? # super(Cat,self).__init__(name)

??????? # super().__init__(name)

??????? Animal.__init__(self,name)?? #子類中也初始化，python2寫法；py3寫法為super().__init__(name)，新式類推薦使用此種寫法；兩種方式等價；

??????? #self._name = name?? #2個屬性{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}

?????????????????? #self.catname = name?? #3個屬性{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10, 'catname': 'tom'}

?????????????????? self._name = 'cat' + name?? #2個屬性{'_name': 'cattom', '_Animal__age': 10}

tom = Cat('tom')

print(tom.name)

print(tom.__dict__)

輸出：

#tom

#{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}

#tom

#{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10, 'catname': 'tom'}

cattom

{'_name': 'cattom', '_Animal__age': 10}

例（方法的重寫（覆蓋））：

class Animal:

??? def shout(self):

??????? print('Animal shout')

class Cat(Animal):

??? def shout(self):

??????? print('miao')

??? def shout(self):?? #覆蓋了自身的shout，之前的徹底沒有了；Animal中的shout仍在自己內部，在調用時遮蓋了；這兩次覆蓋有差異

??????? print('cat shout')

??????? print(super())

??????? print(super(Cat,self))?? #等價于super()

??????? super().shout()

??????? self.__class__.__base__.shout(self)?? #不推薦使用，等價于super()

cat = Cat()

cat.shout()

輸出：

cat shout

<super: <class 'Cat'>, <Cat object>>

Animal shout

例：

class Animal(object):

??? x = 123

??? def __init__(self,name):

??????? self._name = name

??????? self.__age = 10

??? @property

??? def name(self):

??????? return self._name

??? def shout(self):

??????? print('Animal shout')

class Cat(Animal):

??? x = 'cat'

??? def __init__(self,name):

??????? # self._name = name

??????? self._name = 'cat' + name??#先后有影響

??????? Animal.__init__(self, name)

tom = Cat('tom')

print(tom.name)

print(tom.__dict__)

輸出：

tom

{'_name': 'tom', '_Animal__age': 10}

例：

class Animal:

??? @classmethod

??? def clsmtd(cls):

??????? print(cls,cls.__name__)

class Cat(Animal):

??? def __init__(self,name):

??????? self.name = name

??? @classmethod

??? def clsmtd(cls):

??????? print(cls,cls.__name__)

class Garfield(Cat): pass

tom = Garfield('tom')

tom.clsmtd()?? #多態(tài)，多態(tài)前提要繼承，用哪個類創(chuàng)建的實例就是哪個類

print(tom.__dict__)

print(Cat.__dict__)

print(Animal.__dict__)?? #公有的（除__開頭），父類的都是你的，py內部會自動逐級找（可理解為繼承的就是我的），傳什么就打印什么，用哪個類創(chuàng)建的實例就是哪個類，雖有父類的特征在都繼承下來

輸出：

<class '__main__.Garfield'> Garfield

{'name': 'tom'}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function Cat.__init__ at 0x7f1993df3488>, 'clsmtd': <classmethod object at 0x7f1993df5be0>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', 'clsmtd': <classmethod object at 0x7f1993df5b70>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}

繼承中的初始化：

好習慣，在子類中只要有初始化__init__方法，就要把父類的寫上，如super().__init__(name)，即如果父類中定義了__init__方法，子類中也有__init__，就該在子類的__init__中調用它；

建議：少在繼承中使用私有變量；

例：

class A:

??? def __init__(self,a):

??????? self.a = a

class B(A):?? #類B定義時聲明繼承自類A，則在類B中__bases__中可看到類A，但這和是否調用類A的構造方法是兩回事

??? def __init__(self,b,c):?? #如果B中調用了A的構造方法super().__init__(a)就可擁有父類的屬性了，查看b的__dict__

??????? self.b = b

??????? self.c = c

??? def printv(self):

??????? print(self.b)

??????? print(self.c)

??????? # print(self.a)?? #AttributeError: 'B' object has no attribute 'a'

b = B(20,30)

b.printv()

print(B.__bases__)

print(B.__dict__)

print(A.__dict__)

輸出：

(<class '__main__.A'>,)

{'__module__': '__main__', '__init__': <function B.__init__ at 0x7fd7e7023158>, 'printv': <function B.printv at 0x7fd7e7023488>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7fd7e70230d0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}

解決上例問題：

class A:

??? def __init__(self,a):

??????? self.a = a

class B(A):

??? def __init__(self,b,c):

??????? super().__init__(b+c)?? #等價于A.__init__(self,b+c)

??????? self.b = b

??????? self.c = c

??? def printv(self):

??????? print(self.b)

??????? print(self.c)

??????? print(self.a)

b = B(20,30)

b.printv()

print(B.__bases__)

print(b.__dict__)

print(B.__dict__)

print(A.__dict__)

輸出：

(<class '__main__.A'>,)

{'a': 50, 'b': 20, 'c': 30}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function B.__init__ at 0x7f0e00935158>, 'printv': <function B.printv at 0x7f0e00935488>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7f0e009350d0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}

例：

class A:

??? def __init__(self,a,d):

??????? self.a = a

??????? self.__d = d

class B(A):

??? def __init__(self,b,c):

??????? super().__init__(b+c,c-b)

??????? self.b = b

??????? self.c = c

??????? self.__d = b + c + 1

??? def printv(self):

??????? print(self.b)

??????? print(self.c)

??????? print(self.a)

??????? print(self.__d)

b = B(20,30)

b.printv()

print(b.__class__.__bases__)

print(b.__dict__)

print(B.__dict__)

print(A.__dict__)

輸出：

(<class '__main__.A'>,)

{'a': 50, '_A__d': 10, 'b': 20, 'c': 30, '_B__d': 51}?? #實例b的__dict__中有的私有屬性，要查看該私有屬性必須在該實例所在類中有方法，如果該實例的類中沒有訪問方法，父類中有同樣屬性的訪問方法，那最終訪問的是父類中的屬性

{'__module__': '__main__', '__init__': <function B.__init__ at 0x7fadc3ca8158>, 'printv': <function B.printv at 0x7fadc3ca8488>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function A.__init__ at 0x7fadc3ca80d0>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'A' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'A' objects>, '__doc__': None}

例：

class Animal:

??? def __init__(self,age):

??????? print('Animal init')

??????? self.__age = age

??? def show(self):

??????? print(self.__age)

class Cat(Animal):

??? def __init__(self,age,height):

??????? print('Cat init')

??????? super().__init__(age)

??????? self.__age = age + 1

??????? self.__height = height

c = Cat(10,20)

c.show()?? #show方法在Animal中定義，__age會被解釋為_Animal__age，這樣設計不好，Cat的實例應顯示自己的屬性值

print(c.__dict__)

print(Cat.__dict__)

print(Animal.__dict__)

輸出：

Cat init

Animal init

{'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__height': 20}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function Cat.__init__ at 0x7fad21a10488>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function Animal.__init__ at 0x7fad21a100d0>, 'show': <function Animal.show at 0x7fad21a10158>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}

解決上例問題：

一個原則，自己的私有屬性，就該自己的方法讀取和修改，不要借助其它類的方法，即使是父類或派生類的方法；

class Animal:

??? def __init__(self,age):

??????? print('Animal init')

??????? self.__age = age

??? def show(self):

??????? print(self.__age)

class Cat(Animal):

??? def __init__(self,age,height):

??????? print('Cat init')

??????? super().__init__(age)

??????? self.__age = age + 1

??????? self.__height = height

??? def show(self):

??????? print(self.__age)

??????? print(self.__height)

c = Cat(10,20)

c.show()

print(c.__dict__)

print(Cat.__dict__)

print(Animal.__dict__)

輸出：

Cat init

Animal init

{'_Animal__age': 10, '_Cat__age': 11, '_Cat__height': 20}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function Cat.__init__ at 0x7f565534f488>, 'show': <function Cat.show at 0x7f565534f510>, '__doc__': None}

{'__module__': '__main__', '__init__': <function Animal.__init__ at 0x7f565534f0d0>, 'show': <function Animal.show at 0x7f565534f158>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Animal' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Animal' objects>, '__doc__': None}

多繼承：

ocp原則，open-closed principle，多繼承、少修改；

繼承的用途：增強基類、實現(xiàn)多態(tài)；

多態(tài)：

在面向對象中，父類、子類通過繼承聯(lián)系在一起，如果可通過一套方法，就可實現(xiàn)不同表現(xiàn)，就是多態(tài)；

一個類繼承自多個類，就是多繼承，它將具有多個類的特征；

多繼承弊端：

多繼承很好的模擬了世界，因為事物很少是單一繼承，但是舍棄簡單，必然引入復雜性，帶來了沖突；

如同一個孩子繼承了來自父母雙方的特征，那么到底眼睛像爸爸還是媽媽呢？孩子更像誰多一點？

多繼承的實現(xiàn)會導致編譯器設計的復雜度增加，所以現(xiàn)在很多語言也舍棄了類的多繼承，C++支持多繼承，java舍棄了多繼承；

java中，一個類可實現(xiàn)多個接口，一個接口也可繼承多個接口，java的接口很純粹，只是方法的聲明，繼承者必須實現(xiàn)這些方法，就具有了這些能力，就能干什么；

多繼承可能會帶來二異性，如貓和狗都繼承自動物類，如果一個類多繼承了貓類和狗類，貓和狗都有shout方法，子類空間繼承誰的shout呢？

解決方案：

實現(xiàn)多繼承的語言，可解決二義性，深度優(yōu)先或廣度優(yōu)先；

? 28面向對象3_繼承_linkedlist

注：單一繼承；

28面向對象3_繼承_linkedlist

多繼承，分開看兩條均單繼承：

MyClass-->D-->B-->A，深度優(yōu)先；

MyClass-->D-->C-->B-->A，廣度優(yōu)先；

多繼承帶來路徑選擇問題，究竟繼承哪個父類的特征呢？

py使用MRO，method resolution order，解決基類搜索順序問題；

歷史原因，MRO有三個搜索算法：

經典算法，按定義從左到右，深度優(yōu)先策略，2.2之前，MyClass->D->B->A->C->A；

新式類算法，經典算法的升級，重復的只保留一個，2.2，MyClass->D->B->C->A->object；

C3算法，在類被創(chuàng)建出來時，就計算出一個MRO有序列表，2.3之后，py3唯一支持的算法，MyClass->D->B->C->A->object；

多繼承的缺點：

當類很多，繼承復雜的情況下，繼承路徑太多，很難說清什么樣的繼承路徑；

py語法允許多繼承，但py代碼是解釋執(zhí)行，只有執(zhí)行到的時候才發(fā)現(xiàn)錯誤；

團隊協(xié)作開發(fā)，如果引入多繼承，那代碼將不可控；

不管編程語言是否支持多繼承，都應避免多繼承；

py的面向對象，太靈活了，太開放了，所以要團隊守規(guī)矩，類增加要規(guī)范；

規(guī)范化、文檔化、大量重構；

多繼承定義：

class ClassName(基類列表):

???????? 類體

mixin：

UML中，面向對象中的高級部分；

例：

28面向對象3_繼承_linkedlist

Document類是其它所有文檔類的抽象基類；

Word、Pdf是Document類的子類；

要求：

為document子類提供打印能力；

思路1：

在Document類中提供print方法；

基類提供的方法不應該具體實現(xiàn)，因為它未必適合子類的打印，子類中需要覆蓋重寫；

print算是一種能力——打印功能，不是所有的Document的子類都需要的，所以，從這個角度出發(fā)，有問題；

思路2：

需要打印的子類上增加；

如果在子類上直接增加，違反了ocp原則，所以應該繼承后增加；

28面向對象3_繼承_linkedlist

以下兩種不同的繼承思路，不同場景下用：

方一：用于項目正在開發(fā)中，直接加到所屬類里；

方二：用于已開發(fā)完成項目或第三方庫，用繼承方式新增類；

看似不錯，如果還要提供其它能力，如何繼承？

應用于網絡，文檔應該具備序列化的能力，類上就應該實現(xiàn)序列化；

可序列化還可能分為使用pickle、messagepack、json等；

這時發(fā)現(xiàn)，類可能太多了，繼承的方式不是很好了，功能太多，A類需要某幾樣功能，B類需要另幾樣功能，很繁瑣；

思路3：

裝飾器，用處極廣；

優(yōu)點：簡單方便，在需要的地方動態(tài)增加；

用裝飾器增強一個類，把功能給類附加上去，哪個類需要，就裝飾它；

思路4：

mixin，本質上就是多繼承實現(xiàn)的；

mixin體現(xiàn)的是一種組合的設計模式；

在面向對象的設計中，一個復雜的類，往往需要很多功能，而這些功能由來自不同的類提供，這就要將很多的類組合在一起；

從設計模式的角度來說，多組合（混在一起，如PrintableWord(PrintableMixin,Word)）、少繼承，組合優(yōu)于繼承；

28面向對象3_繼承_linkedlist

mixin類的使用原則：

mixin類中不應該顯式的出現(xiàn)__init__初始化方法（是混進去增強功能的，不用初始化，一般是用來增強類屬性，而不是增強實例的，實例缺的東西應在其類上或繼承的類上，而不是混進去的）；

mixin類通常不能獨立工作（不完整），因為它是準備混入別的類中的部分功能實現(xiàn)；

mixin類如有繼承，該mixin類的祖先類也應是mixin類；

使用時，mixin類通常在繼承列表的第一個位置，如class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin,Pdf): pass；

mixin類和裝飾器：

這兩種方式都可使用，看個人喜好；

如果還需要繼承，就要使用mixin類方式；

簡單用裝飾器；復雜用mixin類；

實現(xiàn)方式不同，結果一樣（殊途同歸）；

思路2：方一：

class Document:

??? def __init__(self,content):

??????? self.content = content

??? def print(self):

??????? print(self.content)

class Word(Document):?? #用于項目正在開發(fā)中，直接加到所屬類里

??? def print(self):

??????? print('word print: {}'.format(self.content))

class Pdf(Document):

??? def print(self):

??????? print('pdf print: {}'.format(self.content))

print(Word.mro())

word = Word('test\nabc')

word.print()

print(Word.__dict__)

輸出：

[<class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

word print: test

abc

{'__module__': '__main__', 'print': <function Word.print at 0x7f87e34ed488>, '__doc__': None}

思路2：方二1：

class Document:?? #第三方庫

??? def __init__(self,content):

??????? self.content = content

??? def print(self):

??????? print(self.content)

class Word(Document): pass?? #第三方庫

class PrintableWord(Word):

??? def print(self):

??????? print('word print: {}'.format(self.content))

class Pdf(Document): pass?? #第三方庫

class PrintablePdf(Pdf):

??? def print(self):

??????? print('pdf print: {}'.format(self.content))

print(PrintableWord.mro())

word = PrintableWord('test\nabc')

word.print()

print(word.__dict__)

print(PrintableWord.__dict__)

輸出：

[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

word print: test

abc

{'content': 'test\nabc'}

{'__module__': '__main__', 'print': <function PrintableWord.print at 0x7fbbc301e488>, '__doc__': None}

思路2：方二2：

class Printable:

??? def _print(self):

??????? print(self.content)

class Document:

??? def __init__(self,content):

??????? self.content = content

??? def print(self):

??????? print(self.content)

class Word(Document): pass

class PrintableWord(Printable,Word): pass

class Pdf(Document): pass

class PrintablePdf(Printable,Pdf): pass

print(PrintableWord.mro())

word = PrintableWord('test\nabc')

word.print()

print(word.__dict__)

print(PrintableWord.__dict__)

輸出：

[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.Printable'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

test

abc

{'content': 'test\nabc'}

{'__module__': '__main__', '__doc__': None}

思路3（函數(shù)裝飾器）：

def printable(cls):

??? # def _print(self):

??? #???? print(self.content)

??? # cls.print = _print?? #等價于下面一行

??? cls.print = lambda self: print(self.content)

??? return cls

class Document:

??? def __init__(self,content):

??????? self.content = content

??? def print(self):

??????? print(self.content)

class Word(Document): pass

class Pdf(Document): pass

@printable

class PrintableWord(Word): pass

@printable

class PrintablePdf(Pdf): pass

word = PrintableWord('test\nabc')

word.print()

print(word.__class__.mro())

print(word.__dict__)

print(PrintableWord.__dict__)

輸出：

test

abc

[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

{'content': 'test\nabc'}

{'__module__': '__main__', '__doc__': None, 'print': <function printable.<locals>.<lambda> at 0x7f32371490d0>}

思路4：

class PrintableMixin:

??? def print(self):??#該行和下一行的print，與builtins中沖突？不沖突，這是自定義類中的方法；若把該函數(shù)寫在與class同級下，就與builtins沖突了

????? ??print('~~~~~~~~~~~~~~~~')

??????? print(self.content)

??????? print('~~~~~~~~~~~~~~~~')

class Document:

??? def __init__(self,content):

??????? self.content = content

class Word(Document): pass

class PrintableWord(PrintableMixin,Word): pass??#PrintableMixin只能在前邊，如在右邊將不起作用，屬多繼承，本質上是改變了__mro__中的順序

class Pdf(Document): pass

class PrintablePdf(PrintableMixin,Pdf): pass

class SuperPrintableMixin(PrintableMixin):?? #mixin是類，可繼承

??? def print(self):

??????? print('#####################')

??????? print(self.content)

??????? print('#####################')

class SuperPrintablePdf(SuperPrintableMixin,Pdf): pass

word = PrintableWord('test\nabc')

word.print()

print(word.__class__.mro())?? #查看搜索順序

print(word.__dict__)

print(word.__class__.__dict__)

pdf = SuperPrintablePdf('pdf\npdf')

pdf.print()

print(pdf.__class__.mro())

print(pdf.__dict__)

print(pdf.__class__.__dict__)

輸出：

~~~~~~~~~~~~~~~~

test

abc

~~~~~~~~~~~~~~~~

[<class '__main__.PrintableWord'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Word'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

{'content': 'test\nabc'}

{'__module__': '__main__', '__doc__': None}

#####################

pdf

#####################

[<class '__main__.SuperPrintablePdf'>, <class '__main__.SuperPrintableMixin'>, <class '__main__.PrintableMixin'>, <class '__main__.Pdf'>, <class '__main__.Document'>, <class 'object'>]

{'content': 'pdf\npdf'}

{'__module__': '__main__', '__doc__': None}

習題：

1、shape基類，要求所有子類都必須提供面積的計算，子類有三角形、矩形、圓；

2、上題圓類的數(shù)據(jù)可序列化；

3、用面向對象實現(xiàn)linked list鏈表：

單向鏈表實現(xiàn)append、iternodes；

雙向鏈表實現(xiàn)append、pop、insert、remove、iternodes；

28面向對象3_繼承_linkedlist

注：

pycharm中格式化，Code-->Reformat Code；

文檔字符串一般用"""，雙引號三引號；

1、

import math

class Shape:

??? @property

??? def area(self):

??????? # return

??????? raise NotImplementedError('base class is not implement')??#技巧，基類中未實現(xiàn)該方法，即這個父類就是不允許調用

class Triangle(Shape):

??? def __init__(self,bottom,height):

??????? self.bottom = bottom

??????? self.height = height

??? @property

??? def area(self):

?????? ?return self.bottom * self.height / 2

class Rectangle(Shape):

??? def __init__(self,length,width):

??????? self.length = length

??????? self.width = width

??? @property

??? def area(self):

??????? return self.length * self.width

class Circle(Shape):

??? def __init__(self,radius):

??????? self.radius = radius

??? @property

??? def area(self):

??????? return math.pi * (self.radius ** 2)

triangle = Triangle(3,2)

print(triangle.area)

rectangle = Rectangle(5,4)

print(rectangle.area)

circle = Circle(2)

print(circle.area)

輸出：

3.0

12.566370614359172

2、

import json

import msgpack

from class_practice_8 import Circle

class SerializableMixin:

??? def dumps(self,t='json'):

??????? if t == 'json':

??????????? return json.dumps(self.__dict__)

??????? elif t == 'msgpack':

??????????? return msgpack.dumps(self.__dict__)

??????? else:

??????????? raise NotImplementedError('Not implemented serializable')

class SerializableCircleMixin(SerializableMixin,Circle): pass

scm = SerializableCircleMixin(2)

print(scm.area)

print(scm.__dict__)

s = scm.dumps('msgpack')

print(s)

輸出：

12.566370614359172

{'radius': 2}

b'\x81\xa6radius\x02'

single linkedlist

鏈表與列表？鏈表為什么用列表實現(xiàn)？

列表中僅保存的是鏈表中每個元素內存地址的引用；

鏈表中每個元素之間是靠自身內部的next聯(lián)系的；

單向鏈表，手拉手，有序，內存中是亂的、分散的；

list，內存中有序；

3、

single linkedlist1：

class SingleNode:

??? def __init__(self,val,next=None):

??????? self.val = val

??????? self.next = next

??? def __repr__(self):

??????? return str(self.val)

??? def __str__(self):

??????? return str(self.val)

class LinkedList:

?? ?def __init__(self):

??????? # self.nodes = []

??????? self.head = None

??????? self.tail = None

??? def append(self,val):

??????? node = SingleNode(val)

??????? if self.tail is None:

??????????? self.head = node

??????? else:

??????????? self.tail.next = node

??????? # self.nodes.append(node)

??????? self.tail = node

??? def iternodes(self):

??????? current = self.head

??????? while current:

??????????? yield current

??????????? current = current.next

ll = LinkedList()

node = SingleNode(5)

ll.append(node)

node = SingleNode(6)

ll.append(node)

for node in ll.iternodes():

??? print(node)

輸出：

single linkedlist2：

class SingleNode:?? #代表一個節(jié)點

??? def __init__(self,val,next=None):?? #最后一個為None

??????? self.val = val

??????? self.next = next?? #實例屬性，類中print和裝飾器中的_print

??? def __repr__(self):

??????? return str(self.val)

??? __str__ = __repr__

class LinkedList:?? #容器類，某種方式存儲一個個節(jié)點

??? def __init__(self):

??????? self.items = []?? #保存每個節(jié)點的地址；可用索引，便于查詢，檢索方便，但insert、remove不方便，[]適合讀多寫少；業(yè)務中如果頻繁插入元素則不用列表

??????? self.head = None

??????? self.tail = None??#追加方便

??? def append(self,val):

??????? node = SingleNode(val)

??????? if self.tail is None:?? #尾巴是空則該鏈表為空

??????????? self.head = node

??????? else:

??????????? self.tail.next = node

??????? self.tail = node

??????? self.items.append(node)

???????

??? def iternodes(self):?? #要知道鏈表中的元素必須迭代；技巧：generator

??????? current = self.head

??????? while current:

??????????? yield current

??????????? current = current.next

??? def __getitem__(self, item):??#僅用于容器，提供一種方便的接口，如索引或其它方式來用

??????? return self.items[item]

???????? def __len__(self):?? #很少拿長度，頻繁操作長度一直在變，只是大概

??????? return len(self.items)

ll = LinkedList()

node = SingleNode(5)

ll.append(node)

node = SingleNode(6)

ll.append(node)

for node in ll.iternodes():

??? print(node)

print(ll[0])

輸出：

double linkedlist：

技巧：

generator；

三目運算符；

enumerate()；

class SingleNode:

??? def __init__(self,val,next=None,prev=None):

??????? self.val = val

??????? self.next = next

??????? self.prev = prev

??? def __repr__(self):

??????? return str(self.val)

??? __str__ = __repr__

class LinkedList:

??? def __init__(self):

??????? # self.items = []

??????? self.head = None

??????? self.tail = None

??? def append(self,val):

??????? node = SingleNode(val)

??????? if self.tail is None:?? #第一個node，the first node

??????????? self.head = node

??????? else:

??????????? self.tail.next = node

??????????? node.prev = self.tail?? #當前節(jié)點的上一個節(jié)點

??????? self.tail = node

??????? # self.items.append(node)

??? def iternodes(self,reverse=False):

??????? current = self.tail if reverse else self.head??#2個技巧，generator函數(shù)和類三目運算符

??????? while current:

??????????? yield current

??????????? current = current.prev if reverse else current.next

??? def pop(self):

??????? if self.tail is None:?? #鏈表中元素為0

??????????? raise Exception('Empty')

??????? tail = self.tail

??????? prev = tail.prev

??????? # next = tail.next?? #用不上，尾巴的下一個元素一定為None

??????? if prev is None:?? #尾巴的前一個元素為空，說明該鏈表僅一個元素

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None?? #把當前尾巴的元素清空后，鏈表就為空

??????? else:?? #鏈表中元素>1個

??????????? self.tail = prev

??????????? prev.next = None

??????? return tail.val

??? def getitem(self,index):

?? ?????if index < 0:

??????????? return None

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):?? #技巧

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:?? #如下四行可簡寫為if current is not None: return current

??????????? return None

??????? else:

??????????? return current

??? def insert(self,index,val):?? #考慮當前鏈表，0個元素，1個元素（index為0、1時），尾部追加

??????? if index < 0:

??????????? raise Exception('Error')

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:?? #鏈表中無元素，index只要大于邊界就往里追加

??????????? self.append(val)

??????????? return

??????? prev = current.prev

??????? # next = current.next

??????? node = SingleNode(val)

??????? if prev is None:?? #前加、中間加、尾部加

??????????? self.head = node

??????????? node.next = current

??????????? current.prev = node

??????? else:

??????????? node.prev = prev

??????????? node.next = current

??????????? current.prev = node

??????????? prev.next = node

??? def remove(self,index):

??????? if self.tail is None:

??????????? raise Exception('Empty')

??????? if index < 0:

??????????? raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))

??????? prev = current.prev

??????? next = current.next

??????? if prev is None and next is None:

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None

??????? elif prev is None:

??????????? self.head = next

??????????? next.prev = None

??????? elif next is None:

??????????? self.tail = prev

??????????? prev.next = None

??????? else:

??????????? prev.next = next

??????????? next.prev = prev

??????? del current

ll = LinkedList()

node1 = SingleNode('abc')

ll.append(node1)

node2 = SingleNode(4)

ll.append(node2)

node3 = SingleNode(5)

ll.append(node3)

node4 = SingleNode(6)

ll.append(node4)

node5 = SingleNode('end')

ll.append(node5)

for node in ll.iternodes():

??? print(node)

print('~'*20)

ll.pop()

ll.insert(0,'start')?? #各種測試，前、中、尾，元素為空，元素為1個

ll.insert(8,'end')

ll.insert(1,123)

ll.insert(2,456)

ll.remove(5)

ll.remove(0)

for node in ll.iternodes(reverse=True):

??? print(node)

輸出：

abc

end

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

abc

456

123

習題：

1、將鏈表，封裝成容器：

要求：

1)提供__getitem__()、__iter__()、__setitem__()；

2)使用一個列表，輔助完成上面的方法；

3)進階：不使用列表，完成上面的方法；

2、實現(xiàn)類property裝飾器，類名稱為Property；

1、方一（容器實現(xiàn)）：

class SingleNode:

??? def __init__(self,val,next=None,prev=None):

??????? self.val = val

??????? self.next = next

??????? self.prev = prev

??? def __repr__(self):

??????? return str(self.val)

??? __str__ = __repr__

class LinkedList:

??? def __init__(self):

??????? self.items = []

??????? self.head = None

??????? self.tail = None

??????? self.size = 0

??? def append(self,val):

??????? node = SingleNode(val)

??????? if self.tail is None:

??????????? self.head = node

??????? else:

??????????? self.tail.next = node

??????????? node.prev = self.tail

??????? self.tail = node

??????? self.items.append(node)

??????? self.size += 1

??? def iternodes(self,reverse=False):

??????? current = self.tail if reverse else self.head

??????? while current:

??????????? yield current

??????????? current = current.prev if reverse else current.next

??? def pop(self):

??????? if self.tail is None:

??????????? raise Exception('Empty')

??????? tail = self.tail

??????? prev = tail.prev

??????? # next = tail.next

??????? if prev is None:

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None

??????? else:

??????????? self.tail = prev

??????????? prev.next = None

??????? self.items.pop()

??????? self.size -= 1

??????? return tail.val

??? def getitem(self,index):

??????? if index < 0:

??????????? return None

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? return None

??????? else:

??????????? return current

??? def insert(self,index,val):

??????? if index < 0:

??????????? raise Exception('Error')

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? self.append(val)

??????????? return

??????? prev = current.prev

??????? # next = current.next

??????? node = SingleNode(val)

??????? if prev is None:

??????????? self.head = node

??????????? node.next = current

??????????? current.prev = node

??????? else:

??????????? node.prev = prev

??????????? node.next = current

??????????? current.prev = node

??????????? prev.next = node

??????? self.items.insert(index,val)

??????? self.size += 1

??? def remove(self,index):

??????? if self.tail is None:

??????????? raise Exception('Empty')

??????? if index < 0:

??????????? raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))

??????? prev = current.prev

??????? next = current.next

??????? if prev is None and next is None:

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None

??????? elif prev is None:

??????????? self.head = next

??????????? next.prev = None

??????? elif next is None:

??????????? self.tail = prev

??????????? prev.next = None

??????? else:

??????????? prev.next = next

??????????? next.prev = prev

??????? del current

??????? self.items.pop(index)

?? ?????self.size -= 1

??? def __len__(self):

??????? return self.size

??? # def __iter__(self):

??? #???? return iter(self.items)

??? __iter__ = iternodes

??? def __getitem__(self, item):

??????? return self.items[item]

??? def __setitem__(self, key, value):

??????? self.items[key].val = value?? #如果出錯，借用列表來拋異常，不需自己實現(xiàn)

ll = LinkedList()

node1 = SingleNode('abc')

ll.append(node1)

node2 = SingleNode(4)

ll.append(node2)

node3 = SingleNode(5)

ll.append(node3)

node4 = SingleNode(6)

ll.append(node4)

# ll.remove(3)

node5 = SingleNode('end')

ll.append(node5)

for node in ll.iternodes():

??? print(node)

print('~'*20)

ll.pop()

node6 = SingleNode('head')

ll.insert(0,node6)

node7 = SingleNode('middle')

ll.insert(3,node7)

ll.remove(3)

# print(len(ll))

for node in ll:

??? print(node)

# print(node7.next)?? #None

1、方二（非容器實現(xiàn)）：

class SingleNode:

??? def __init__(self,val,next=None,prev=None):

??????? self.val = val

??????? self.next = next

??????? self.prev = prev

??? def __repr__(self):

??????? return str(self.val)

??? __str__ = __repr__

class LinkedList:

??? def __init__(self):

??????? # self.items = []

??????? self.head = None

??????? self.tail = None

??????? self.size = 0

??? def append(self,val):

??????? node = SingleNode(val)

??????? if self.tail is None:

??????????? self.head = node

??????? else:

??????????? self.tail.next = node

??????????? node.prev = self.tail

??????? self.tail = node

??????? # self.items.append(node)

??????? self.size += 1

??? def iternodes(self,reverse=False):

??????? current = self.tail if reverse else self.head

??????? while current:

??????????? yield current

??????????? current = current.prev if reverse else current.next

??? def pop(self):

??????? if self.tail is None:

??????????? raise Exception('Empty')

??????? tail = self.tail

??????? prev = tail.prev

??????? # next = tail.next

??????? if prev is None:

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None

??????? else:

??????????? self.tail = prev

??????????? prev.next = None

??????? # self.items.pop()

??????? self.size -= 1

??????? return tail.val

??? def getitem(self,index):

??????? if index < 0:

??????????? return None

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

???? ???????????current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? return None

??????? else:

??????????? return current

??? def insert(self,index,val):

??????? if index < 0:

??????????? raise Exception('Error')

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? self.append(val)

??????????? return

??????? prev = current.prev

??????? # next = current.next

??????? node = SingleNode(val)

??????? if prev is None:

??????????? self.head = node

??????????? node.next = current

??????????? current.prev = node

??????? else:

??????????? node.prev = prev

??????????? node.next = current

? ??????????current.prev = node

??????????? prev.next = node

??????? # self.items.insert(index,val)

??????? self.size += 1

??? def remove(self,index):

??????? if self.tail is None:

??????????? raise Exception('Empty')

??????? if index < 0:

??????????? raise ValueError('Wrong Index{}'.format(index))

??????? current = None

??????? for i,node in enumerate(self.iternodes()):

??????????? if i == index:

??????????????? current = node

??????????????? break

??????? if current is None:

??????????? raise ValueError('Wrong Index {} out of memory'.format(index))

??????? prev = current.prev

??????? next = current.next

??????? if prev is None and next is None:

??????????? self.head = None

??????????? self.tail = None

??????? elif prev is None:

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