Python 中的方法解析顺序（MRO）

news2024/11/16 2:28:37

在 Python 中，MRO（Method Resolution Order，方法解析顺序）是指类继承体系中，Python 如何确定在调用方法时的解析顺序。MRO 决定了在多继承环境下，Python 如何寻找方法或属性，即它会根据一定规则从父类中查找方法或属性，避免重复继承带来的歧义。

1. MRO 介绍

在 Python 中，类可通过多继承（即从多个父类继承）来获得不同父类的功能。为了避免由于多继承带来的冲突和不确定性，Python 使用了 MRO 来确定方法调用的顺序。

从 Python 2.3 [1]开始，Python 使用 C3 线性化算法 来决定类的 MRO。Python 的继承系统遵循该算法，这使得继承路径清晰且无二义性。

2. MRO 计算步骤

（1）MRO 计算步骤

从当前类开始，将当前类添加到 MRO 列表的末尾。
遍历当前类的基类列表。
对于每个基类，如果它还没有被添加到 MRO 列表中，将其添加到 MRO 列表的末尾，并递归地重复步骤 2。
如果基类列表为空，则结束。

（2）查看类的 MRO

在 Python 中，可通过 __mro__ 属性或内置的 mro() 方法来查看类的 MRO。如下所示：

class A:
    def foo(self):
        print("A")

class B(A):
    def foo(self):
        print("B")

class C(A):
    def foo(self):
        print("C")

class D(B, C):
    pass

# 查看类 D 的 MRO
print(D.__mro__)
# 或者
print(D.mro())

输出结果显示 D 类的 MRO 顺序：

(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)

这个 MRO 表示 Python 将首先在 D 类中查找方法，如果没有找到，再去 B 类，然后是 C 类，接着是 A 类，最后是 object 类。

3. C3 线性化算法

（1）算法特性

单调性：MRO 列表在继承过程中是单调的，这意味着一旦一个类被添加到 MRO 中，它就不会再被添加到后面的类中。
非循环性：MRO 列表不会包含任何循环。
保持子类顺序：如果一个类 B 继承自类 A 和类 C，那么 A 应该在 C 之前出现在 MRO 中。

（2）简单示例

假设有以下类继承关系，如下所示：

class A:
    pass

class B(A):
    pass

class C(A):
    pass

class D(B, C):
    pass

MRO 计算过程，如下所示：

D 类的直接父类是 B 和 C，因此 MRO 将从这两个类开始。为了保证类 B 在类 C 之前解析（因为 B 在 D 类的声明中出现在前面），MRO 按顺序选择 B 和 C。
然后，MRO 会解析 B 和 C 各自的父类 A，确保 A 只出现一次，且在 B 和 C 之后。
最后，所有类都继承自 object 类。

这样最终 MRO 为 [D, B, C, A, object]。

4. `super()` 函数与 MRO

在多继承中，super() 函数使用 MRO 来决定调用顺序。super() 会沿着 MRO 顺序依次调用下一个类的方法。如下所示：

class A:
    def foo(self):
        print("A")

class B(A):
    def foo(self):
        super().foo()
        print("B")

class C(A):
    def foo(self):
        super().foo()
        print("C")

class D(B, C):
    def foo(self):
        super().foo()
        print("D")

d = D()
d.foo()