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Python面向对象中super用法与MRO机制

發(fā)布時(shí)間：2025/3/20 python 17 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Python面向对象中super用法与MRO机制小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

1. 引言

最近在研究django rest_framework的源碼，老是遇到super，搞得一團(tuán)蒙，多番查看各路大神博客，總算明白了一點(diǎn)，今天做一點(diǎn)總結(jié)。

2. 為什么要用super

1）讓代碼維護(hù)更加簡(jiǎn)單

Python是一門(mén)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，定義類(lèi)時(shí)經(jīng)常用到繼承的概念，既然用到繼承就少不得要在子類(lèi)中引用父類(lèi)的屬性，我們可以通過(guò)“父類(lèi)名.屬性名”的方式來(lái)調(diào)用，代碼如下：

上述代碼中，我們?cè)谧宇?lèi)B中調(diào)用了父類(lèi)A的方法，這時(shí)候如果我們改變了A類(lèi)的類(lèi)名也只需要在B類(lèi)中修改一下就好了，但是如果有幾十上百個(gè)類(lèi)繼承了A類(lèi)呢？一旦A類(lèi)類(lèi)名改了，我們就要分別到那幾十上百個(gè)子類(lèi)中修改，不但要改繼承時(shí)用到的A類(lèi)名，調(diào)用A類(lèi)方法時(shí)用到的A類(lèi)名也要改，繁瑣的很，用super就好多了：

這時(shí)候，就算A類(lèi)類(lèi)名改了，也只需要在子類(lèi)聲明繼承關(guān)系時(shí)修改就好了，簡(jiǎn)單得大多。

2）解決多繼承帶來(lái)的重復(fù)調(diào)用（菱形繼承）、查找順序（MRO）問(wèn)題
　　上面說(shuō)到的例子是單繼承，用“父類(lèi)名.屬性”的方法調(diào)用出來(lái)代碼維護(hù)時(shí)繁瑣一點(diǎn)也并無(wú)不可，但Python是的繼承機(jī)制是多繼承，還是用這種方法來(lái)調(diào)用父類(lèi)屬性就會(huì)就回帶來(lái)許多問(wèn)題。假如有A、B、C、D這4個(gè)類(lèi)，繼承關(guān)系如下，我們要在各子類(lèi)方法中顯式調(diào)用父類(lèi)的方法（姑且不考慮是否符合需求）：

圖1

用“父類(lèi)名.屬性名” 的方式調(diào)用，代碼如下：

''' 遇到問(wèn)題沒(méi)人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：857662006 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書(shū)！ ''' class A:def fun(self):print('A.fun')class B(A):def fun(self):A.fun(self)print('B.fun')class C(A):def fun(self):A.fun(self)print('C.fun')class D(B , C):def fun(self):B.fun(self)C.fun(self)print('D.fun')D().fun()輸出結(jié)果為：A.funB.funA.funC.funD.fun

可見(jiàn)，A類(lèi)被實(shí)例化了兩次。這就是多繼承帶來(lái)的重復(fù)調(diào)用（菱形繼承）的問(wèn)題。使用super可以很好的解決這一問(wèn)題：

class A:def fun(self):print('A.fun')class B(A):def fun(self):super(B , self).fun()print('B.fun')class C(A):def fun(self):super(C , self).fun()print('C.fun')class D(B , C):def fun(self):super(D , self).fun()print('D.fun')D().fun()輸出結(jié)果如下：A.funC.funB.funD.fun

那么，為什么輸出順序是A->C->B->D而不是A->B->C->D呢？這就涉及到Python繼承中的MRO（Method Resolution Order）：方法解析順序。

3. super與mro機(jī)制

事實(shí)上，在每個(gè)類(lèi)聲明之后，Python都會(huì)自動(dòng)為創(chuàng)建一個(gè)名為“mro”的內(nèi)置屬性，這個(gè)屬性就是Python的MRO機(jī)制生成的，該屬性是一個(gè)tuple，定義的是該類(lèi)的方法解析順序（繼承順序），當(dāng)用super調(diào)用父類(lèi)的方法時(shí)，會(huì)按照__mro__屬性中的元素順序去挨個(gè)查找方法。我們可以通過(guò)“類(lèi)名.mro”或“類(lèi)名.mro()”來(lái)查看上面代碼中D類(lèi)的__mro__屬性值：

print(D.__mro__) print(D.mro())輸出結(jié)果為：(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

一個(gè)是tuple，一個(gè)list，但本質(zhì)上是一個(gè)東西。這個(gè)順序是怎么生成的呢？在Python新式類(lèi)中（Python3中也只存在新式類(lèi)了），采用的是C3算法（可不是廣度優(yōu)先，更不是深度優(yōu)先）。我們通過(guò)如下圖所示的繼承關(guān)系來(lái)簡(jiǎn)單介紹C3算法（箭頭指向父類(lèi)）。

圖2

當(dāng)要生成F的繼承順序時(shí)，C3算法過(guò)程如下：首先將入度（指向該節(jié)點(diǎn)的箭頭數(shù)量）為零的節(jié)點(diǎn)放入列表，并將F節(jié)點(diǎn)及與F節(jié)點(diǎn)有關(guān)的箭頭從上圖樹(shù)中刪除；繼續(xù)找入度為0的節(jié)點(diǎn)，找到D和E，左側(cè)優(yōu)先，故而現(xiàn)將D放入列表，并從上圖樹(shù)中刪除D，這是列表中就有了F、D。繼續(xù)找入度為0的節(jié)點(diǎn)，有A和E滿(mǎn)足，左側(cè)優(yōu)先，所以是A，將A從上圖中取出放入列表，列表中順序?yàn)镕、D、E；接下來(lái)入度為0的節(jié)點(diǎn)只剩下E，取出E放入列表；只剩下B和C節(jié)點(diǎn)，且入度都為0，但左側(cè)優(yōu)先，二先將B放入列表，然后才是后才是C；不過(guò)別忘了，Python所有類(lèi)都有一個(gè)共同的父類(lèi)，那就是object類(lèi)，所以，最好還會(huì)把object放入列表末尾。最終生成列表中元素順序?yàn)?#xff1a;F->D->A->E->B->C->object。我們用代碼驗(yàn)證一下：

''' 遇到問(wèn)題沒(méi)人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：857662006 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書(shū)！ ''' class A(object):passclass B(object):passclass C(object):passclass D(A,B):passclass E(B, C):passclass F(D, E):passprint(F.__mro__)輸出結(jié)果為：(<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class 'object'>)

所以，圖1中的繼承順序?yàn)槭裁词荄->B->C->A就好解釋了。但還沒(méi)弄清楚圖1用super實(shí)現(xiàn)的代碼輸出順序的問(wèn)題，所以，我們還要繼續(xù)看super的用法。

4. 怎么用super

super是一個(gè)類(lèi)（不是方法），實(shí)例化之后得到的是一個(gè)代理的對(duì)象，而不是得到了父類(lèi)，并且我們使用這個(gè)代理對(duì)象來(lái)調(diào)用父類(lèi)或者兄弟類(lèi)的方法。使用格式如下：

super([type[, object-or-type]])

將這個(gè)格式展開(kāi)來(lái)就有一下幾種傳參方式：

super() super(type , obj) super(type_1 , type_2)

注意，可沒(méi)有super(type)這種方式。下面說(shuō)說(shuō)上面三種傳參方式。

4.1 super(type , obj)

先說(shuō)super(type , obj)，這個(gè)方式要傳入兩個(gè)常數(shù)，第一個(gè)參數(shù)type必須是一個(gè)類(lèi)名，第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)該類(lèi)的實(shí)例化對(duì)象，不過(guò)可以不是直接的實(shí)例化對(duì)象，該類(lèi)的子類(lèi)的實(shí)例化對(duì)象也行。在上文中已經(jīng)說(shuō)到，super會(huì)按照__mro__屬性中的順序去查找方法，super(type , obj)兩個(gè)參數(shù)中type作用是定義在__mro__數(shù)組中的那個(gè)位置開(kāi)始找，obj定義的是用哪個(gè)類(lèi)的__mro__元素。我們用代碼來(lái)說(shuō)明，將圖2的代碼各個(gè)類(lèi)中添加一個(gè)fun方法，繼承關(guān)系不變，代碼如下：

''' 遇到問(wèn)題沒(méi)人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：857662006 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書(shū)！ ''' class A(object):def fun(self):print('A.fun')class B(object):def fun(self):print('B.fun')class C(object):def fun(self):print('C.fun')class D(A,B):def fun(self):print('D.fun')class E(B, C):def fun(self):print('E.fun')class F(D, E):def fun(self):print('F.fun')

然后嘗試super(type , obj)兩個(gè)參數(shù)的不同組合，看看輸出結(jié)果。

先讓obj都為F類(lèi)的實(shí)例，嘗試不同type下的輸出結(jié)果：

super(E , F()).fun() # 輸出結(jié)果：B.fun super(D , F()).fun() # 輸出結(jié)果：A.fun super(F , F()).fun() # 輸出結(jié)果：D.fun

再回顧一下__mro__的順序：F->D->A->E->B->C->object，發(fā)現(xiàn)規(guī)律沒(méi)？調(diào)用的都是type對(duì)應(yīng)的類(lèi)在__mro__順序中的下一個(gè)類(lèi)的fun方法。所以，我們可以通過(guò)type參數(shù)來(lái)指定調(diào)用父類(lèi)的范圍。

再讓type保持不變，obj嘗試不同的實(shí)例：

super(B , F()).fun() # 輸出結(jié)果：C.fun super(B , E()).fun() # 輸出結(jié)果：C.fun super(B , B()).fun() # 這是錯(cuò)誤的，會(huì)報(bào)錯(cuò)

發(fā)現(xiàn)規(guī)律了嗎？上面這個(gè)類(lèi)繼承關(guān)系太簡(jiǎn)單，可能規(guī)律并不明顯。事實(shí)上，obj參數(shù)指定的是用那個(gè)類(lèi)的__mro__屬性。

好了，我們現(xiàn)在回到圖2中使用super()之后的代碼，來(lái)解釋一下為什么輸出順序是A->C->B->D。首先我們要明白，D類(lèi)的__mro__順序是D->B->C->A，在D類(lèi)中調(diào)用fun方法，然后在D類(lèi)fun方法中遇到super(D , self).fun()，這個(gè)self指的是D類(lèi)的實(shí)例化對(duì)象，所以用的是D類(lèi)的__mro__順序，而且指明位置是D后面也就是B類(lèi)，所以繼續(xù)調(diào)用B類(lèi)的fun方法，遇到super(B , self).fun()，這時(shí)候需要注意，這里的self還是原來(lái)的D類(lèi)實(shí)例（千萬(wàn)注意不是B類(lèi)實(shí)例），所以還是用D類(lèi)的__mro__順序，那就繼續(xù)調(diào)用下一個(gè)C類(lèi)的fun方法，同理繼續(xù)調(diào)用下一個(gè)父類(lèi)，也就是A類(lèi)的fun方法，執(zhí)行完A類(lèi)的fun方法后，回到C的fun方法中，打印輸出，然后回到B類(lèi)的fun方法，知道D類(lèi)的fun方法打印輸出完。懂了嗎？

4.2 super()

super()事實(shí)上是懶人版的super(type , obj)，這種方式只能用在類(lèi)體內(nèi)部，Python會(huì)自動(dòng)把兩個(gè)參數(shù)填充上，type指代當(dāng)前類(lèi)，obj指導(dǎo)當(dāng)前類(lèi)的實(shí)例對(duì)象，相當(dāng)于super(class , self)。所以，以下三種代碼是完全等效的：
　　代碼一：

class B(A):def fun(self):super().fun()print('B.fun')

代碼二：

class B(A):def fun(self):super(B , self).fun()print('B.fun')

代碼三：

class B(A):def fun(self):super(__class__ , self).fun()print('B.fun')

4.3 super(type_1 , type_2)

當(dāng)super傳入的兩個(gè)參數(shù)都是類(lèi)名是，type_2必須是type_1的子類(lèi)。功能上與super(type , obj)有什么不同呢？我們繼續(xù)上一小節(jié)的代碼輸出測(cè)試：

print(super(F , F())) #輸出結(jié)果為：<super: <class 'F'>, <F object>> print(super(F , F)) #輸出結(jié)果為：<super: <class 'F'>, <F object>>

輸出結(jié)果是一樣的，那你就以為super(type_1 , type_2)與super(type , obj)一樣嗎？看下面輸出：

print(super(F , F()).fun()) #輸出結(jié)果為：D.fun print(super(F , F).fun()) # 報(bào)錯(cuò)：TypeError: fun() missing 1 required positional argument: 'self'

所以，super(type_1 , type_2)與super(type , obj)有區(qū)別，在看一下下列輸出：

print(super(F , F()).fun)# 輸出結(jié)果：<bound method D.fun of <__main__.F object at 0x000001BD44A98B38>> print(super(F , F).fun) # 輸出結(jié)果：<function D.fun at 0x000001BD44A9EE18> print(D.fun) # 輸出結(jié)果：<function D.fun at 0x000001BD44A9EE18>

所以，當(dāng)super傳入的兩個(gè)傳輸都是類(lèi)時(shí)，得到的就是一個(gè)指向繼承順序下的類(lèi)的代理，并未綁定實(shí)例，要調(diào)用D類(lèi)的fun方法，還需傳入實(shí)例：

print(super(F , F).fun(F())) #輸出結(jié)果：D.fun

所以，當(dāng)super傳入的兩個(gè)參數(shù)都是類(lèi)的時(shí)候，最好只用來(lái)調(diào)用類(lèi)的靜態(tài)方法或者類(lèi)方法。靜態(tài)方法、類(lèi)方法、實(shí)例方法在我的上一篇博文中已詳細(xì)講述了。

5. 總結(jié)

最好，在實(shí)際寫(xiě)代碼時(shí)，最好不要用諸如super(self. __ class __ , self) 的寫(xiě)法，容易導(dǎo)致異常，super 的第一個(gè)參數(shù)盡量為當(dāng)前的類(lèi)。至此，super的總結(jié)就結(jié)束了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python面向对象中super用法与MRO机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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