多重继承的陷阱：钻石继承（菱形继承）问题

迈不过友情╰ 2022-04-21 14:38 308阅读 0赞

支持多继承的面向对象编程都可能会导致钻石继承（菱形继承）问题，看以下代码：

class A():
        def __init__(self):
            print("进入A…")
            print("离开A…")
    
    class B(A):
        def __init__(self):
            print("进入B…")
            A.__init__(self)
            print("离开B…")
            
    class C(A):
        def __init__(self):
            print("进入C…")
            A.__init__(self)
            print("离开C…")
    
    class D(B, C):
        def __init__(self):
            print("进入D…")
            B.__init__(self)
            C.__init__(self)
            print("离开D…")
    
    >>> d = D()
    进入D…
    进入B…
    进入A…
    离开A…
    离开B…
    进入C…
    进入A…
    离开A…
    离开C…
    离开D…

**为什么叫钻石继承（菱形继承），看下图就明白名字的由来了：**

![205047m7l6h7bj0xr77x7r.png][]

**钻石继承（菱形继承）会带来什么问题？**

多重继承容易导致钻石继承（菱形继承）问题，上边代码实例化 D 类后我们发现 A 被前后进入了两次（有童鞋说两次就两次憋，我女朋友还不止呢……）。  
  
这有什么危害？我举个例子，假设 A 的初始化方法里有一个计数器，那这样 D 一实例化，A 的计数器就跑两次（如果遭遇多个钻石结构重叠还要更多），很明显是不符合程序设计的初衷的（程序应该可控，而不能受到继承关系影响）。

**如何避免钻石继承（菱形继承）问题？**  
  
为解决这个问题，Python 使用了一个叫“方法解析顺序（Method Resolution Order，MRO）”的东西，还用了一个叫 C3 的算法。  
  
该算法相对来说比较复杂（有兴趣深入算法的朋友可以阅读：[https://www.python.org/download/releases/2.3/mro][https_www.python.org_download_releases_2.3_mro]）  
  
当然我这里愿意跟你解释下 MRO 的顺序基本就是：在避免同一类被调用多次的前提下，使用广度优先和从左到右的原则去寻找需要的属性和方法。  
  
在继承体系中，C3 算法确保同一个类只会被搜寻一次。例子中，如果一个属性或方法在 D 类中没有被找到，Python 就会搜寻 B 类，然后搜索 C类，如果都没有找到，会继续搜索 B 的基类 A，如果还是没有找到，则抛出“AttributeError”异常。  
  
你可以使用 类名.\_\_mro\_\_ 获得 MRO 的顺序（注：object 是所有类的基类，金字塔的顶端）：

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

其实你大可不必为上边的内容而烦恼，因为这时候你应该召唤 super 函数大显神威：

class A():
        def __init__(self):
            print("进入A…")
            print("离开A…")
    
    class B(A):
        def __init__(self):
            print("进入B…")
            super().__init__()
            print("离开B…")
            
    class C(A):
        def __init__(self):
            print("进入C…")
            super().__init__()
            print("离开C…")
    
    class D(B, C):
        def __init__(self):
            print("进入D…")
            super().__init__()
            print("离开D…")
    
    >>> d = D()
    进入D…
    进入B…
    进入C…
    进入A…
    离开A…
    离开C…
    离开B…
    离开D…

[205047m7l6h7bj0xr77x7r.png]: /images/20220414/74e8cf34a1fd469cbdafce0af62239a5.png
[https_www.python.org_download_releases_2.3_mro]: https://www.python.org/download/releases/2.3/mro