python的继承

本章正式开始之前，先让我们回顾一下什么是对象？什么是类？

小贝喜欢猫咪，今年领养了一只名叫 Kitty 的 布偶猫。则下列哪项是对象呢？
A. 猫咪 B. Kitty C. 布偶猫

相比之下，闻闻更喜欢犬科动物，家里养了两只 萨摩耶犬，一只名叫丁丁，另一只名叫当当。则下列哪项是类呢？
A. 犬科 B. 萨摩耶犬 C. 丁丁 D. 当当

这两道题目中出现了小贝和闻闻这两位具体的人，提到了 Kitty、丁丁、当当这三只具体的动物，他们都是对象。这其中的人（Human）、猫咪（Cat）、布偶猫（Dagdoll）、萨摩耶（Samoyed）、犬科（Dog）几个 抽象概念 则是类。

梳理清楚 类与对象 的关系后，我们能快速定义出这几个类，由类实例化出万千对象：

# 人类
class Human: pass
# 猫咪
class Cat: pass
# 布偶猫
class Dagdoll: pass
# 狗狗
class Dog: pass
# 萨摩耶犬
class Samoyed: pass

xiaobei = Human()     # 小贝是人类
wenwen = Human()      # 闻闻是人类
kitty = Dagdoll()     # Kitty 是布偶猫
dingding = Samoyed()  # 丁丁是萨摩耶犬
dangdang = Samoyed()  # 当当是萨摩耶犬

拓展：上述 Human 类、Cat 类、Dagdoll 类、Dog 类和 Samoyed 类中都只包含一条 pass 语句，此时 pass 语句可以直接跟在 class xxx: 之后，写成一行。

假如我们使用 Python 内置函数 isinstance() 询问：“Kitty 是一只布偶猫吗？”Python 会回答“是”。就像这样：

print('Kitty 是一只布偶猫吗？')
print(isinstance(kitty, Dagdoll))
# 输出：
# Kitty 是一只布偶猫吗？
# True

isinstance() 函数接受两个参数，第一个参数为某个实例对象，第二个参数为某个类，能够检查第一个参数是否是第二个参数的实例，并返回 True 或 False。因此上述代码第 2 行中的 isinstance(kitty, Dagdoll) 是在检查 kitty 实例对象是否是 Dagdoll 的实例。答案显然易见是 True。这也符合常识——Kitty 当然是一只布偶猫。

同样的道理，我们还可以检查丁丁、当当是否是萨摩耶犬。

⚠️⚠️⚠️ 重点 ⚠️⚠️⚠️

先定义 xiaobei = Human()

再询问 isinstance(xiaobei, Human)

可按照现实中的逻辑：我们知道 丁丁、当当是萨摩耶犬，又知道 萨摩耶犬是犬科动物，那么能顺理成章地推断出 丁丁、当当都是犬科动物。而如果我们询问 Python：“丁丁是一条狗吗？”此时 Python 却会回答“不是”。这就不太符合我们的预期了：

# 丁丁是一只萨摩耶犬
dingding = Samoyed()
print('丁丁是一只萨摩耶犬吗？')
print(isinstance(dingding, Samoyed))
print('丁丁是一只狗吗？')
print(isinstance(dingding, Dog))

# 输出：
# 丁丁是一只萨摩耶犬吗？
# True
# 丁丁是一只狗吗？
# False

🤔️ 那我们该如何让 Python 知道 萨摩耶犬是犬科动物 这层关系呢？

这就是我们接下来要学习的重点内容——类的继承。

继承

继承的语法

“继承”这个词我们并不陌生。例如张三继承了祖宅，李四继承革命先烈遗志，继承这个词的本意指的是后辈从先辈承受、接受了某种物质或精神，蕴含着一种 先与后、父与子的关系。放在计算机世界也一样，类的继承规定了类的父子关系。

假如我们已经定义了 Dog 类，想再定义一个它的子类，名叫 Samoyed，那么可以写成这样：

# 狗狗
class Dog: pass

# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog): pass

注意看代码第 5 行，老师定义 Samoyed 类时，在类名后添加了一对圆括号，并在圆括号内填入了 Dog 类的类名。这是在告诉 Python：“我接下来定义的 Samoyed 类 继承自 Dog 类，是它的子类哦。”

我们再检查一下“丁丁是否是狗”会发生什么呢？

# 狗狗
class Dog: pass

# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog): pass

# 丁丁是一只萨摩耶犬
dingding = Samoyed()
print('丁丁是一只狗吗？')
print(isinstance(dingding, Dog))

# 输出：
# 丁丁是一只狗吗？
# True

😉 现在我们已经建立起 Samoyed 类和 Dog 类的关系，让 Python 明白 萨摩耶是犬科动物 啦！

并且，就像我们现实中的逻辑：假如我们只知道 丁丁是一只狗，那么是无法确定 丁丁是否是萨摩耶品种 的；所以，当我们由 Dog 类实例化出实例对象 dingding，再用 isinstance() 函数检查 dingding 是否是 Samoyed 类的实例，会发现 Python 坦诚地回答“不是”：

# 狗狗
class Dog: pass

# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog): pass

# 丁丁是一只狗
dingding = Dog()
print('丁丁是一只萨摩耶犬吗？')
print(isinstance(dingding, Samoyed))

# 输出：
# 丁丁是一只萨摩耶犬吗？
# False

这就是继承的第一个好处。它能够让 Python 理解概念（类）与概念之间的范围关系（父类与子类）。

我们将刚刚定义的这些类放在一起，可以很清晰地观察到类与类之间的关系：

# 人类
class Human: pass

# 猫咪
class Cat: pass
# 布偶猫
class Dagdoll(Cat): pass

# 狗狗
class Dog: pass
# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog): pass

Dagdoll 类继承自 Cat 类，反过来说，Cat 类派生出了 Dagdoll 类。因此 Dagdoll 类是 Cat 类的子类，Cat 类是 Dagdoll 类的父类。

单选题

仿照上面的说法，我们知道：Samoyed 类 ① 自 Dog 类，反过来说，Dog 类 ② 出了 Samoyed 类。

A：① 继承；② 派生

B：① 派生；② 继承

当然这题是选A的，因为：

在这些叫法中，“父”与“子”是一对相对的概念，通常一起出现，比如 A 是 B 的父类，B 是 A 的子类；“继承”与“派生”也是一对相对的概念，也会一起出现，比如 A 继承自 B，B 派生出 A。如果脱离语境去说“A 是父类”是 没有意义 的，这点千万要注意啦。

继承的第二个好处是，当我们约定 A 类继承自 B 类后，子类 A 将 自动获得 B 类中定义的 所有属性与方法。

子类调用父类方法

例如我们知道犬科动物有四条腿、能奔跑，开心的时候会摇尾巴，那么可以将 Dog 类扩充成如下形式：

# 狗狗
class Dog:
  # 犬科动物有四条腿
  leg_num = 4
  # 能奔跑
  def run(self):
    print('🐕💨 狗狗快跑')
  # 开心的时候会摇尾巴
  def happy(self):
    print('🐕💓 狗狗开心地摇起了尾巴')

此时我们再由 Dog 类派生出 Samoyed 类、Corgi 类（柯基犬），它们会自动地继承父类 Dog 中。因此由 Samoyed 类、Corgi 类实例化出的实例对象，可以调用 run() 方法奔跑，调用 happy() 方法快乐地摇尾巴：

# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog): pass

# 柯基犬
class Corgi(Dog): pass

# 丁丁是一只萨摩耶犬
dingding = Samoyed()
print('丁丁：', end = '') # 输出“丁丁：”后不换行
# 丁丁能奔跑
dingding.run()

# 小可是一只柯基犬
xiaoke = Corgi()
print('小可：', end = '')
# 小可在快乐地摇尾巴
xiaoke.happy()

# 输出：
# 丁丁：🐕💨 狗狗快跑
# 小可：🐕💓 狗狗开心地摇起了尾巴

Python 在执行到 dingding.run() 时，会先检查 dingding 自身类型 Samoyed 中有没有 run() 方法，发现没有，再去 Samoyed 的父类 Dog 中寻找 run() 方法。这时它找到了 run() 方法，知道自己需要输出一行字，便把“🐕💨 狗狗快跑”打印到了屏幕上：

🤔️ 既然 Python 会先检查自身类型中有没有对应方法，那如果我们在 Dog 的子类 Samoyed 中 重新编写 run() 方法后再调用 dingding.run()，比如：

# 萨摩耶犬
class Samoyed(Dog):
  # 重新编写父类中定义的 run() 方法
  def run(self):
    # 该方法会输出 🐕💨 萨摩耶狂奔！
    print('🐕💨 萨摩耶狂奔！')

# 丁丁是一只萨摩耶犬
dingding = Samoyed()
print('丁丁：', end = '')
# 丁丁在奔跑
dingding.run()

请你按照要求和注释中的提示，定义 Samoyed 类，并实例化出 dingding 实例对象，让 dingding 调用 run() 方法，观察运行结果。

要求

Samoyed 类继承自 Dog 类；
在 Samoyed 类中编写 run() 方法，该方法会输出 🐕💨 萨摩耶狂奔！。

# 狗狗
class Dog:
  # 犬科动物有四条腿
  leg_num = 4
  # 能奔跑
  def run(self):
    print('🐕💨 狗狗快跑')
  # 开心的时候会摇尾巴
  def happy(self):
    print('🐕💓 狗狗开心地摇起了尾巴')

# 请在下方定义 Samoyed 类
class Samoyed(Dog):
  # 请在重新编写父类中定义的 run() 方法
  def run(self):
    # 该方法会输出 🐕💨 萨摩耶狂奔！
    print('萨摩耶狂奔🐕💨')

# 实例化 Samoyed 类，将生成的实例对象赋值给 dingding
dingding = Samoyed()
print('丁丁：', end = '')
# dingding 调用 run() 方法
dingding.run()

# 输出
# 丁丁：萨摩耶狂奔🐕💨

由此可以得出：

Python 运行到 dingding.run() 时，它依然会先到自身类型 Samoyed 中寻找。这时它发现，Samoyed 类中有一个名叫 run() 的方法，于是会直接执行该方法，最终在屏幕上打印出“🐕💨 萨摩耶狂奔！”。