多继承带来的菱形问题

大多数面向对象语言都不支持多继承，而在Python中，一个子类是可以同时继承多个父类的，这固然可以带来一个子类可以对多个不同父类加以重用的好处，但也有可能引发著名的 Diamond problem菱形问题(或称钻石问题，有时候也被称为“死亡钻石”)，菱形其实就是对下面这种继承结构的形象比喻

这种继承结构下导致的问题称之为菱形问题：如果A中有一个方法，B和/或C都重写了该方法，而D没有重写它，那么D继承的是哪个版本的方法：B的还是C的？如下所示

class A(object):
    def test(self):
        print('from A')
​
​
class B(A):
    def test(self):
        print('from B')
​
​
class C(A):
    def test(self):
        print('from C')
​
​
class D(B,C):
    pass
​
​
obj = D()
obj.test() # 结果为：from B

一、继承原理（MRO）

python到底是如何实现继承的呢？ 对于你定义的每一个类，Python都会计算出一个方法解析顺序(MRO)列表，该MRO列表就是一个简单的所有基类的线性顺序列表，如下

>>> D.mro() # 新式类内置了mro方法可以查看线性列表的内容，经典类没有该内置该方法
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

python会在MRO列表上从左到右开始查找基类,直到找到第一个匹配这个属性的类为止。 而这个MRO列表的构造是通过一个C3线性化算法来实现的。我们不去深究这个算法的数学原理,它实际上就是合并所有父类的MRO列表并遵循如下三条准则:

1.子类会先于父类被检查
2.多个父类会根据它们在列表中的顺序被检查
3.如果对下一个类存在两个合法的选择,选择第一个父类

所以obj.test()的查找顺序是，先从对象obj本身的属性里找方法test，没有找到，则参照属性查找的发起者(即obj)所处类D的MRO列表来依次检索，首先在类D中未找到，然后再B中找到方法test

1.由对象发起的属性查找，会从对象自身的属性里检索，没有则会按照对象的类.mro()规定的顺序依次找下去，
2.由类发起的属性查找，会按照当前类.mro()规定的顺序依次找下去，

二、深度和广度的优先级

非菱形结构：

参照下述代码，多继承结构为非菱形结构，此时，会按照先找B这一条分支，然后再找C这一条分支，最后找D这一条分支的顺序直到找到我们想要的属性

class E:
    def test(self):
        print('from E')
​
​
class F:
    def test(self):
        print('from F')
​
​
class B(E):
    def test(self):
        print('from B')
​
​
class C(F):
    def test(self):
        print('from C')
​
​
class D:
    def test(self):
        print('from D')
​
​
class A(B, C, D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass
​
​
print(A.mro())
'''
[<class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class 'object'>]
'''
​
obj = A()
obj.test() # 结果为：from B
# 可依次注释上述类中的方法test来进行验证

菱形结构：

经典类————》python2

如果继承关系为菱形结构，那么经典类与新式类会有不同MRO，分别对应属性的两种查找方式：深度优先和广度优先

class G: # 在python2中，未继承object的类及其子类，都是经典类
   def test(self):
        print('from G')
​
class E(G):
    def test(self):
        print('from E')
​
class F(G):
    def test(self):
        print('from F')
​
class B(E):
    def test(self):
        print('from B')
​
class C(F):
    def test(self):
        print('from C')
​
class D(G):
    def test(self):
        print('from D')
​
class A(B,C,D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass
​
obj = A()
obj.test() # 如上图，查找顺序为:obj->A->B->E->G->C->F->D->object
# 可依次注释上述类中的方法test来进行验证,注意请在python2.x中进行测试

新式类————》python3

class G(object):
    def test(self):
        print('from G')
​
class E(G):
    def test(self):
        print('from E')
​
class F(G):
    def test(self):
        print('from F')
​
class B(E):
    def test(self):
        print('from B')
​
class C(F):
    def test(self):
        print('from C')
​
class D(G):
    def test(self):
        print('from D')
​
class A(B,C,D):
    # def test(self):
    #     print('from A')
    pass
​
obj = A()
obj.test() # 如上图，查找顺序为:obj->A->B->E->C->F->D->G->object
# 可依次注释上述类中的方法test来进行验证

总结：
多继承到底要不用？？？
要用，但是规避几点问题
1、继承结构尽量不要过于复杂
2、推荐使用mixins机制：在多继承的背景下满足继承的什么"是"什么的关系