Python 中 mro 链在 super 调用中的应用

Python
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2024-11-01
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简单的super类使用

class A(object):
    def __init__(self):
        print(self.__class__, 'A init')

class B1(A):
    def __init__(self):
        # 效果等同于 super(B1, self).__init__()
        # 参考 class B2
        super().__init__()
        print(self.__class__, 'B1 init')

if __name__ == '__main__':
    print(B1.mro())
    B1()

代码运行的效果：

单继承时 super 调用的效果

此时对 B1 来说，它的 mro 调用链是：B1 --> A --> object

而 super().__init__()的效果其实等同于：super(B1, self).__init__()

super 调用的等同效果

class A(object):
    def __init__(self):
        print(self.__class__, 'A init')


class B1(A):
    def __init__(self):
        # 效果等同于 super(B1, self).__init__()
        # 参考 class B2
        super().__init__()
        print(self.__class__, 'B1 init')

class B2(A):
    def __init__(self):
        # 等同于 super().__init__()
        super(B2, self).__init__()
        print(self.__class__, 'B2 init')

class B3(A):
    def __init__(self):
        # 等同于 super().__init__()
        # 等同于 super(B3, self).__init__()
        # 这里不直接写基类 A，是因为未来继承的基类可能会变化
        # super会根据 mro 自动追踪基类
        A.__init__(self)
        print(self.__class__, 'B3 init')

if __name__ == '__main__':
    print(B1.mro())
    B1()

    print('-' * 16)

    print(B2.mro())
    B2()

    print('-' * 16)

    print(B3.mro())
    B3()

B1、B2、B3三个类都继承自 A，在使用 super 时，三种写法：

super().__init__()

super(B2, self).__init__()

A.__init__(self)

效果其实是等同的：

效果等同的 super 调用链

super 类中的 type 参数对 mro 链与 super 对基类的调用顺序的影响

官方说明

在官方文档https://docs.python.org/zh-cn/3/library/functions.html#super中对 super 类做了一个说明：

super 类的说明

从官方文档中可以看出来，super 其实是一个类，其原型为：

class super(type, object_or_type=None)

继承链下的 mro 与 super 调用顺序

class A(object):
    def __init__(self):
        print(self.__class__, 'A init')

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

class C1(B):
    def __init__(self):
        # super的 mro 决定了__init__()的链式调用顺序
        super(C1, self).__init__()
        print(self.__class__, 'C1 init')

class C2(B):
    def __init__(self):
        # 如果第一个参数传入的是父类型 B，那么 mro 将会首先从父类 A 开始执行
        super(B, self).__init__()
        print(self.__class__, 'C2 init')

if __name__ == '__main__':
    print(C1.mro())
    C1()

    print('-' * 16)

    print(C2.mro())
    C2()

这段代码中：

  1. B继承自A
  2. C1和C2均继承自B
  3. 在C1的__init__()中显式指定了super(C1, self).__init__()，首先执行的是 B.__init__(self)
  4. 在C2的__init__()中显式指定了super(B, self).__init__()，首先执行的是A.__init__(self)super 第一个参数决定了 mro 查找类的起始位置

对于成员函数也遵守这一套调用顺序规则

class A(object):
    def hello(self):
        print(self.__class__, 'A hello')


class B(A):
    pass


class C(B):
    def hello(self):
        print(self.__class__, 'C hello')


class D(C):
    def hello1(self):
        super().hello()

    def hello2(self):
        super(D, self).hello()

    def hello3(self):
        super(C, self).hello()

    def hello4(self):
        super(B, self).hello()

if __name__ == '__main__':
    print(D.mro())
    print('-' * 16)

    d = D()
    d.hello()
    print('-' * 16)

    d.hello1()
    print('-' * 16)

    d.hello2()
    print(D.mro())
    print('-' * 16)

    print(C.mro())
    d.hello3()
    print('-' * 16)

    print(B.mro())
    d.hello4()

继承链路中super对成员函数调用顺序的影响

super类中的第二个参数对函数调用的影响

第二个参数作为对象传入时

class A(object):
    def __init__(self, name: str):
        print(self.__class__, 'A hello: {}'.format(name))

class B(A):
    def __init__(self, name: str, greetings: str):
        super(B, self).__init__(name)
        print(self.__class__, 'B hello:{} {}'.format(name, greetings))

class C1(B):
    def __init__(self, name: str, greetings: str):
        super(B, self).__init__(name, greetings)
        print(self.__class__, 'C1 hello:{} {}'.format(name, greetings))

if __name__ == '__main__':
    print(C1.mro())
    C1('C1', 'morning')

第二个参数作为对象时调用基类成员函数

  1. 上面的代码中C1继承自B，而B继承自A
  2. A的初始化函数为：def __init__(self, name: str)
  3. C1和 B的初始化函数为：def __init__(self, name: str, greetings: str)，在入参上有明显区别
  4. 在 C1的初始化函数中，显式的指定了super(B, self).__init__(name, greetings)， 其中的 self 指向的是 C1 的实例化对象，但是在调用链上，mro 需要去寻找的基类确是A，因为此时的 mro 调用链为: [<class '__main__.C1'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]基类的起始位置在A
  5. 而 A的初始化函数为：def __init__(self, name: str)，只接受一个入参，因此在执行时，程序会抛出异常： TypeError: A.__init__() takes 2 positional arguments but 3 were given

指定第二个参数为第一个参数的子类对象

class A(object):
    def __init__(self, name: str):
        print(self.__class__, 'A hello: {}'.format(name))


class B(A):
    def __init__(self, name: str, greetings: str):
        super(B, self).__init__(name)
        print(self.__class__, 'B hello:{} {}'.format(name, greetings))


class C1(B):
    def __init__(self, name: str, greetings: str):
        # super
        super(B, self).__init__(name, greetings)
        print(self.__class__, 'C1 hello:{} {}'.format(name, greetings))


class C2(B):
    def __init__(self, name: str, greetings: str):
        super(C2, self).__init__(name, greetings)
        print(self.__class__, 'C2 hello:{} {}'.format(name, greetings))

if __name__ == '__main__':
    print('-' * 8)
    print(C2.mro())
    # super 也可以在函数中使用
    # C2实例为 B 的子类对象
    # super 第一个参数决定了从 mro 链的哪个位置开始查找
    # 第二个参数决定了使用哪个对象去调用自身或基类的成员函数
    # 第二个参数必须为第一个参数的类型或者子类
    super(B, C2(name = 'tmp_c2', greetings = 'greet_c2')).__init__(name = 'test_A')

实力对象执行基类函数

指定第二个参数为第一个参数的子类类型

class ParentA:
    @classmethod
    def foo(cls):
        print("ParentA.foo called")


class ParentB(ParentA):
    @classmethod
    def foo(cls):
        print("ParentB.foo called")


class Child(ParentB):
    @classmethod
    def foo(cls):
        # Child 类最终调用ParentA的foo方法
        super(ParentB, Child).foo()
        print("Child.foo called")

if __name__ == '__main__':
    print(Child.mro())
    # 调用Child的foo方法
    Child.foo()

指定第二个参数为子类而非子类对象

总结

super 类的使用有以下几种常见方式：

  1. super() 不带任何参数，这种方式等同于super(type, self)
  2. super(type) 只带一个类型参数，第二个参数默认为 self 所指的实例对象
  3. super(type, obj) 既指定类型，又指定对象
  4. super(type, type2) 第二个参数指定为类型

总的来说，Python 3 中推荐使用不传任何参数的 super() 调用方式，因为它更简洁，而且可以避免一些错误。

在多重继承的情况下，super() 函数可以确保所有父类的方法都被正确调用，遵循方法解析顺序（MRO）。

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