Python中的super()如何使用

写在前面

我们在使用 Python 进行面向对象编程时可能会遇到一个函数super()，那么它是什么？在类继承中它又起到了什么作用呢？今天这篇文章将带你走近Python的super()函数。

什么是super()函数？

Python 中的super()函数允许子类将任务委托给它的父类或祖先树中的某个类。使用语法是super().method_name(args)。

下面通过两段代码来展示单继承中如何使用super()。

案例1

class ClassOne:
    def __init__(self, var1, var2):
        self.var1 = var1
        self.var2 = var2
    def add_vars(self):
        return self.var1 + self.var2

class ClassTwo(ClassOne):
    def __init__(self, v1, v2):
        self.v1 = v1
        self.v2 = v2

在这里，ClassTwo 继承自 ClassOne。现在让我们创建一个ClassTwo的对象。

由于它继承自ClassOne，如果我们调用ctwo.add_vars()，会发生什么？

two = ClassTwo(3,4)

# 会发什么什么呢？
two.add_vars()

如果你认为结果会导致错误，那么你是正确的。它会返回AttributeError: 'ClassTwo' object has no attribute 'var1'。这里没有设置var1和var2的值，因为你从未初始化 ClassOne。

案例2

class ClassOne:
    def __init__(self, var1, var2):
        self.var1 = var1
        self.var2 = var2
    def add_vars(self):
        return self.var1 + self.var2

class ClassTwo(ClassOne):
    def __init__(self, v1, v2):
        self.v1 = v1
        self.v2 = v2
        # 我们增加了这行代码
        super().__init__(v1, v2)

在这个案例中，如果你创建一个名为ctwo = ClassTwo(3,4)的ClassTwo对象，然后调用ctwo.add_vars()，它将返回7。这就是super()函数的简单用法。它会委托给实例祖先树中的函数。

two = ClassTwo(3,4)

two.add_vars()

结果：

注意！！！

如果你将super().__init__(v1,v2)修改为ClassOne.__init__(self,v1,v2)，它也会起到同样的作用。

但是调用super()更好，因为你不需要指定委托类的名称。它是一个计算得出的间接引用。如果明天有人更改了被委托类的名称，你的代码仍然可以正常工作。

多重继承

在多重继承的情况下，处理super()会有点麻烦，而方法解析顺序__mro__的作用就显现出来了。

考虑下面的例子，我们有一个类 Three 继承自两个类 One 和 Two。

class One:
    def __init__(self, var1, var2):
        self.var1 = var1
        self.var2 = var2
        
    def add_var(self):
        return self.var1 + self.var2

class Two:
    def __init__(self, var3, var4):
        self.var3 = var3
        self.var4 = var4
        
    def add_var_2(self):
        return self.var3 + self.var4

class Three(One,Two):
    def __init__(self, v1, v2):
        self.v1 = v1
        self.v2 = v2
        super().__init__(v1, v2)

现在假设我们创建一个名为three = Three(3,4)的 Three 类的对象。如果我们调用three.add_var()和three.add_var_2()会发生什么？第一个调用会返回7，而第二个调用会返回AttributeError: 'Three' object has no attribute 'var3'。

这是因为 Three 的__mro__是[Three, One, Two]，你可以使用print(Three.__mro__)命令打印出来。通常，MRO 是使用 C3 算法计算的。

那么我们如何让three.add_var_2()成功调用呢？

我最初考虑的是调用两次super()，但实际上并不起作用。它只会按照 MRO 的顺序到达 Class One ，然后停止。

为此我想到了上一章的问题，我们可以显式的初始化每一个父类，如下所示。

class One:
    def __init__(self, var1, var2):
        self.var1 = var1
        self.var2 = var2
        
    def add_var(self):
        return self.var1 + self.var2

class Two:
    def __init__(self, var3, var4):
        self.var3 = var3
        self.var4 = var4
        
    def add_var_(self):
        return self.var3 + self.var4

class Three(One,Two):
    def __init__(self, v1, v2):
        self.v1 = v1
        self.v2 = v2
        One.__init__(self, v1, v2)
        Two.__init__(self, v1, v2)

现在，如果你使用three = Three(3,4)创建一个对象，然后调用three.add_var()或three.add_var_2()，它每次都会返回7，而且没有错误。

当我对我发现的解决方案感到高兴时，我在 stackoverflow 上找到了一个帖子。它说父类也应该调用super()，以确保与子类协同工作。

在父类中使用super()的代码如下所示：

class One:
    def __init__(self, var1, var2):
        self.var1 = var1
        self.var2 = var2
        # 增加的代码
        super().__init__(var1, var2)
        
    def add_var(self):
        return self.var1 + self.var2

class Two:
    def __init__(self, var3, var4):
        self.var3 = var3
        self.var4 = var4
        # 增加的代码
        super().__init__()
        
    def add_var_(self):
        return self.var3 + self.var4

class Three(One,Two):
    def __init__(self, v1, v2):
        self.v1 = v1
        self.v2 = v2
        # 修改的部分
        super().__init__(v1,v2)

在类 One 中，我们必须通过super().__init__传递变量，而在类 Two 中则不必。这是因为 MRO（方法解析顺序）是[Three, One, Two]，所以 One 的__init__调用了 Two 的__init__，而 Two 的__init__调用了所有类的根类，它不需要任何变量。此外，如果你传递了变量，会导致错误。

这意味着，如果你想以协同类的方式调用super()函数，我们必须了解它在子类中的使用方式（至少在上面的例子中是如此）。