python新式类继承------C3算法

一、引入

mro即method resolution order，主要用于在多继承时判断调的属性的路径(来自于哪个类)。之前查看了很多资料，说mro是基于深度优先搜索算法的。但不完全正确在Python2.3之前是基于此算法，但从Python2.3起应用了新算法:C3算法。

二、为什么采用C3算法

C3算法最早被提出是用于Lisp的，应用在Python中是为了解决原来基于深度优先搜索算法不满足本地优先级，和单调性的问题。

本地优先级：指声明时父类的顺序，比如C(A,B)，如果访问C类对象属性时，应该根据声明顺序，优先查找A类，然后再查找B类。

单调性：如果在C的解析顺序中，A排在B的前面，那么在C的所有子类里，也必须满足这个顺序。

三、C3算法的实现

1.多继承UML图：

                                           

2.python-C3算法解析：

判断mro要先确定一个线性序列，然后查找路径由由序列中类的顺序决定。所以C3算法就是生成一个线性序列。

如果继承至一个基类:

class B(A)

这时B的mro序列为[B,A]

 

如果继承至多个基类

class B(A1,A2,A3 ...)

这时B的mro序列 mro(B) = [B] + merge(mro(A1), mro(A2), mro(A3) ..., [A1,A2,A3])

 

C3算法的本质就是Merge，不断地把mro()函数返回的序列进行Merge，规则如下：

1. 如果第一个序列的第一个元素，是后续序列的第一个元素，或者不再后续序列中再次出现，则将这个元素合并到最终的方法解析顺序序列中，并从当前操作的全部序列中删除。

2. 如果不符合，则跳过此元素，查找下一个列表的第一个元素，重复1的判断规则

merge： ① 如果列表空则结束，非空 读merge中第一个列表的表头，
               ② 查看该表头是否在 merge中所有列表的表尾中。
               ②-->③ 不在，则 放入 最终的L中，并从merge中的所有列表中删除，然后 回到①中
               ②-->④ 在，查看 当前列表是否是merge中的最后一个列表
               ④-->⑤ 不是 ，跳过当前列表，读merge中下一个列表的表头，然后 回到 ②中
               ④-->⑥ 是，异常。类定义失败。 
表头： 列表的第一个元素 （列表：ABC，那么表头就是A,B和C就是表尾）
表尾： 列表中表头以外的元素集合（可以为空） 
merge 简单的说即寻找合法表头（也就是不在表尾中的表头），如果所有表中都未找到合法表头则异常。

例如：

L(A(B,C)) = A + merge(L(B),L(C),BC)
          = A + merge(BDEO,CEFO,BC)#B是合法表头
          = A + B + merge(DEO,CEFO,C)#D是合法表头
          = A + B + D + merge(EO,CEFO,C)#E不是合法表头，跳到下一个列表CEFO，此时C是合法表头
          = A + B + D + C + merge(EO,EFO)#由于第三个列表中的C被删除，为空，所以不存在第三个表，只剩下两个表；此时E是合法表头
          = A + B + D + C + E + merge(O,FO)#O不是合法表头，跳到下一个列表FO，F是合法表头，
          = A + B + D + C + E + F + merge(O,O)#O是合法表头
          = A + B + D + C + E + F + O
          = [A,B,D,C,E,F,O]