10.2 多重繼承
繼承是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€重要的方式,因為通過繼承,子類就可以擴展父類的功能。
回憶一下Animal
類層次的設(shè)計,假設(shè)我們要實現(xiàn)以下4種動物:
Dog - 狗狗;
Bat - 蝙蝠;
Parrot - 鸚鵡;
Ostrich - 鴕鳥。
如果按照哺乳動物和鳥類歸類,我們可以設(shè)計出這樣的類的層次:

但是如果按照“能跑”和“能飛”來歸類,我們就應(yīng)該設(shè)計出這樣的類的層次:

如果要把上面的兩種分類都包含進來,我們就得設(shè)計更多的層次:
哺乳類:能跑的哺乳類,能飛的哺乳類;
鳥類:能跑的鳥類,能飛的鳥類。
這么一來,類的層次就復(fù)雜了:

如果要再增加“寵物類”和“非寵物類”,這么搞下去,類的數(shù)量會呈指數(shù)增長,很明顯這樣設(shè)計是不行的。
正確的做法是采用多重繼承。首先,主要的類層次仍按照哺乳類和鳥類設(shè)計:
現(xiàn)在,我們要給動物再加上Runnable
和Flyable
的功能,只需要先定義好Runnable
和Flyable
的類:
對于需要Runnable
功能的動物,就多繼承一個Runnable
,例如Dog
:
對于需要Flyable
功能的動物,就多繼承一個Flyable
,例如Bat
:
通過多重繼承,一個子類就可以同時獲得多個父類的所有功能。
MixIn
在設(shè)計類的繼承關(guān)系時,通常,主線都是單一繼承下來的,例如,Ostrich
繼承自Bird
。但是,如果需要“混入”額外的功能,通過多重繼承就可以實現(xiàn),比如,讓Ostrich
除了繼承自Bird
外,再同時繼承Runnable
。這種設(shè)計通常稱之為MixIn。
為了更好地看出繼承關(guān)系,我們把Runnable
和Flyable
改為RunnableMixIn
和FlyableMixIn
。類似的,你還可以定義出肉食動物CarnivorousMixIn
和植食動物HerbivoresMixIn
,讓某個動物同時擁有好幾個MixIn:
MixIn的目的就是給一個類增加多個功能,這樣,在設(shè)計類的時候,我們優(yōu)先考慮通過多重繼承來組合多個MixIn的功能,而不是設(shè)計多層次的復(fù)雜的繼承關(guān)系。
Python自帶的很多庫也使用了MixIn。舉個例子,Python自帶了TCPServer
和UDPServer
這兩類網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而要同時服務(wù)多個用戶就必須使用多進程或多線程模型,這兩種模型由ForkingMixIn
和ThreadingMixIn
提供。通過組合,我們就可以創(chuàng)造出合適的服務(wù)來。
比如,編寫一個多進程模式的TCP服務(wù),定義如下:
編寫一個多線程模式的UDP服務(wù),定義如下:
如果你打算搞一個更先進的協(xié)程模型,可以編寫一個CoroutineMixIn
:
這樣一來,我們不需要復(fù)雜而龐大的繼承鏈,只要選擇組合不同的類的功能,就可以快速構(gòu)造出所需的子類。
小結(jié)
由于Python允許使用多重繼承,因此,MixIn就是一種常見的設(shè)計。
只允許單一繼承的語言(如Java)不能使用MixIn的設(shè)計。