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python中super()函數的理解與基本使用

前言

Python是一門面向對象的語言，定義類時經常要用到繼承，在類的繼承中，子類繼承父類中已經封裝好的方法，不需要再次編寫，如果子類如果重新定義了父類的某一方法，那么該方法就會覆蓋父類的同名方法，但是有時我們希望子類保持父類方法的基礎上進行擴展，而不是直接覆蓋，就需要先調用父類的方法，然后再進行功能的擴展，這時就可以通過super來實現對父類方法的調用。

super的用法

看下面一個例子：

class A:
    def func(self):
        print("A的func執行")


class B(A):

    def func(self):
        super().func()
        print("B擴展的func執行")


b = B()
b.func()
# 輸出結果為：
# A的func執行
# B擴展的func執行

上面程序中，A是父類，B是A的子類，我們在A類中重定義了func()方法，在B類中重新定義了func()方法，在方法中通過super().func()又調用了父類的方法，所以執行結果才會有A類func()方法輸出。

如果經常看Python內置庫及第三方庫源碼的話，你會發現，super用的非常多的地方是在子類中調用父類的初始化__init__()方法，這種用法非常常見。

class A:
    def __init__(self, x):
        self.x = x

class B(A):

    def __init__(self, x, y):
        super().__init__(x)
        self.y = y
    

b = B(1, 2)
print(b.x, b.y)

看到這，你會想到super就是用來獲取父類并用來調用父類方法的，這樣說對不對呢，其實是不對的，使用supper獲取的不是父類，而是MRO列表中的下一個類，所謂MRO列表即方法解析順序(Method Resolution Order)列表，它代表著類繼承的順序，我們可以使用以下幾種獲得某個類的MRO列表：

C.mro()
C.__mro__
c.__class__.__mro__

MRO列表的順序確定經歷了很多次的變遷，最新的是通過C3線性化算法來實現的，感興趣的話可以自行了解一下，總的來說，一個類的MRO列表就是合并所有父類的MRO列表，并遵循以下三條原則：

子類永遠在父類前面
如果有多個父類，會根據它們在列表中的順序被檢查
如果對下一個類存在兩個合法的選擇，選擇第一個父類

下面來看一下下面這個例子：

class A(Base):
    def func(self):
        print("A的func執行")
        super().func()
        print("A的func執行完畢")


class B(Base):
    def func(self):
        print("B的func執行")
        super().func()
        print("B的func執行完畢")

class C(A, B):
    def func(self):
        print("C的func執行")
        super().func()
        print("C的func執行完畢")


c = C()
c.func()
# 獲取MRO列表
print(c.__class__.__mro__)

執行結果如下：

上述程序中，Base是父類，A、B都繼承自Base，C繼承自 A、B，它們的繼承關系就是一個典型的菱形繼承，如下：

通過結果我們可以看出，super并不是獲取父類并用來調用父類的方法，而是根據MRO列表一次調用下一個類，使用c.__class__.__mro__可以獲取MRO列表，MRO列表的順序是C、A、B、Base、object。

super的原理

super計算方法解析順序中的下一個類，可以接收兩個參數：

def super(cls, inst):
    mro = inst.__class__.mro()
    return mro[mro.index(cls) + 1]

通過inst負責生成MRO列表
通過cls定位在MRO列表中的index, 并返回mro[index + 1]

Python super()使用注意事項

Python 中，由于基類不會在 __init__() 中被隱式地調用，需要程序員顯式調用它們。這種情況下，當程序中包含多重繼承的類層次結構時，使用 super 是非常危險的，往往會在類的初始化過程中出現問題。

混用super與顯式類調用

分析如下程序，C 類使用了 __init__() 方法調用它的基類，會造成 B 類被調用了 2 次：

class A:
    def __init__(self):
        print("A",end=" ")
        super().__init__()
class B:
    def __init__(self):
        print("B",end=" ")
        super().__init__()
class C(A,B):
    def __init__(self):
        print("C",end=" ")
        A.__init__(self)
        B.__init__(self)
print("MRO:",[x.__name__ for x in C.__mro__])
C()

運行結果為：

MRO: ['C', 'A', 'B', 'object']
C A B B

出現以上這種情況的原因在于，C 的實例調用 A.__init__(self)，使得 super(A,self).__init__() 調用了 B.__init__() 方法。換句話說，super 應該被用到整個類的層次結構中。

但是，有時這種層次結構的一部分位于第三方代碼中，我們無法確定外部包的這些代碼中是否使用 super()，因此，當需要對某個第三方類進行子類化時，最好查看其內部代碼以及 MRO 中其他類的內部代碼。

不同種類的參數

使用 super 的另一個問題是初始化過程中的參數傳遞。如果沒有相同的簽名，一個類怎么能調用其基類的 __init__() 代碼呢？這會導致下列問題：

class commonBase:
    def __init__(self):
        print("commonBase")
        super().__init__()
class base1(commonBase):
    def __init__(self):
        print("base1")
        super().__init__()
class base2(commonBase):
    def __init__(self):
        print("base2")
        super().__init__()
class myClass(base1,base2):
    def __init__(self,arg):
        print("my base")
        super().__init__(arg)
myClass(10)

運行結果為：

my base
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 20, in module>
myClass(10)
File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 19, in __init__
super().__init__(arg)
TypeError: __init__() takes 1 positional argument but 2 were given

一種解決方法是使用 *args 和 **kwargs 包裝的參數和關鍵字參數，這樣即使不使用它們，所有的構造函數也會傳遞所有參數，如下所示：

class commonBase:
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print("commonBase")
        super().__init__()
class base1(commonBase):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print("base1")
        super().__init__(*args,**kwargs)
class base2(commonBase):
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print("base2")
        super().__init__(*args,**kwargs)
class myClass(base1,base2):
    def __init__(self,arg):
        print("my base")
        super().__init__(arg)
myClass(10)

運行結果為：