Python继承教程：理解面向对象编程中的继承机制

什么是继承？

继承是面向对象编程(OOP)的四大基本特性之一（封装、继承、多态、抽象）。它允许我们基于一个已存在的类（父类）创建新类（子类），子类会自动获得父类的属性和方法，同时可以添加自己特有的功能或修改继承的行为。

继承的优点

代码重用：避免重复编写相同的代码
可扩展性：轻松扩展现有类的功能
层次结构：创建有组织的类层次结构
可维护性：修改父类会影响所有子类，便于维护

Python继承语法

在Python中，创建子类的基本语法是在类定义时将父类放在括号中：

class ParentClass:
    # 父类的属性和方法

class ChildClass(ParentClass):  # 继承ParentClass
    # 子类特有的属性和方法

简单继承示例

下面是一个动物类的继承示例，展示了父类和子类的关系：

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def speak(self):
        print(f"{self.name} 发出声音")

class Dog(Animal):  # Dog继承自Animal
    def speak(self):  # 重写父类方法
        print(f"{self.name} 汪汪叫!")
    
    def fetch(self):  # 子类特有方法
        print(f"{self.name} 正在捡球")

# 创建实例
animal = Animal("普通动物")
animal.speak()  # 输出: 普通动物 发出声音

dog = Dog("旺财")
dog.speak()     # 输出: 旺财 汪汪叫!
dog.fetch()     # 输出: 旺财 正在捡球

方法重写

子类可以重写父类的方法来提供特定实现：

class Bird(Animal):
    def speak(self):
        print(f"{self.name} 叽叽喳喳叫")
    
    def fly(self):
        print(f"{self.name} 正在飞翔")

parrot = Bird("小鹦鹉")
parrot.speak()  # 输出: 小鹦鹉 叽叽喳喳叫
parrot.fly()    # 输出: 小鹦鹉 正在飞翔

使用super()函数

super()函数允许子类调用父类的方法，常用于扩展父类的功能：

class Cat(Animal):
    def __init__(self, name, color):
        super().__init__(name)  # 调用父类的__init__
        self.color = color
    
    def speak(self):
        super().speak()  # 调用父类的speak方法
        print(f"{self.name} 喵喵叫")
    
    def describe(self):
        print(f"这是一只{self.color}色的猫，名叫{self.name}")

kitty = Cat("小花", "橘")
kitty.describe()  # 输出: 这是一只橘色的猫，名叫小花
kitty.speak()     # 输出: 小花 发出声音
                #       小花 喵喵叫

多继承

Python支持多继承，即一个类可以继承多个父类：

class Flyable:
    def fly(self):
        print("在空中飞行")

class Swimmable:
    def swim(self):
        print("在水中游泳")

class Duck(Animal, Flyable, Swimmable):
    def speak(self):
        print(f"{self.name} 嘎嘎叫")

donald = Duck("唐老鸭")
donald.speak()  # 输出: 唐老鸭 嘎嘎叫
donald.fly()    # 输出: 在空中飞行
donald.swim()   # 输出: 在水中游泳

继承中的方法解析顺序(MRO)

Python使用C3线性化算法确定方法解析顺序，可以通过__mro__属性查看：

print(Duck.__mro__)
# 输出: (<class '__main__.Duck'>, 
#        <class '__main__.Animal'>, 
#        <class '__main__.Flyable'>, 
#        <class '__main__.Swimmable'>, 
#        <class 'object'>)