首页 编程教程正文

Python中的super用法详解

piaodoo 编程教程 2020-02-02 12:24:54 856 0 python教程

这篇文章主要介绍了Python中的super用法详解,本文讲解了关于super问题的发现与提出、走进Python的源码世界分析super的实现、延续的讨论super等内容,需要的朋友可以参考下

一、问题的发现与提出

在Python类的方法(method)中,要调用父类的某个方法,在Python 2.2以前,通常的写法如代码段1:

代码段1:

复制代码 代码如下:

 class A:
  def __init__(self):
   print "enter A"
   print "leave A"

 class B(A):
  def __init__(self):
   print "enter B"
   A.__init__(self)
   print "leave B"

 >>> b = B()

 enter B
 enter A
 leave A
 leave B


即,使用非绑定的类方法(用类名来引用的方法),并在参数列表中,引入待绑定的对象(self),从而达到调用父类的目的。

  这样做的缺点是,当一个子类的父类发生变化时(如类B的父类由A变为C时),必须遍历整个类定义,把所有的通过非绑定的方法的类名全部替换过来,例如代码段2,

 代码段2:

复制代码 代码如下:

 class B(C):    # A --> C
  def __init__(self):
   print "enter B"
   C.__init__(self) # A --> C
   print "leave B"

如果代码简单,这样的改动或许还可以接受。但如果代码量庞大,这样的修改可能是灾难性的。

  因此,自Python 2.2开始,Python添加了一个关键字super,来解决这个问题。下面是Python 2.3的官方文档说明:

复制代码 代码如下:

 super(type[, object-or-type])

  Return the superclass of type. If the second argument is omitted the super object
  returned is unbound. If the second argument is an object, isinstance(obj, type)
  must be true. If the second argument is a type, issubclass(type2, type) must be
  true. super() only works for new-style classes.

  A typical use for calling a cooperative superclass method is:

   class C(B):
       def meth(self, arg):
           super(C, self).meth(arg)

  New in version 2.2.


  从说明来看,可以把类B改写如代码段3:

 代码段3:

复制代码 代码如下:

 class A(object):    # A must be new-style class
  def __init__(self):
   print "enter A"
   print "leave A"

 class B(C):     # A --> C
  def __init__(self):
   print "enter B"
   super(B, self).__init__()
   print "leave B"

 尝试执行上面同样的代码,结果一致,但修改的代码只有一处,把代码的维护量降到最低,是一个不错的用法。因此在我们的开发过程中,super关键字被大量使用,而且一直表现良好。

  在我们的印象中,对于super(B, self).__init__()是这样理解的:super(B, self)首先找到B的父类(就是类A),然后把类B的对象self转换为类A的对象(通过某种方式,一直没有考究是什么方式,惭愧),然后“被转换”的类A对象调用自己的__init__函数。考虑到super中只有指明子类的机制,因此,在多继承的类定义中,通常我们保留使用类似代码段1的方法。

  有一天某同事设计了一个相对复杂的类体系结构(我们先不要管这个类体系设计得是否合理,仅把这个例子作为一个题目来研究就好),代码如代码段4:

代码段4:

复制代码 代码如下:

 class A(object):
  def __init__(self):
   print "enter A"
   print "leave A"

 class B(object):
  def __init__(self):
   print "enter B"
   print "leave B"

 class C(A):
  def __init__(self):
   print "enter C"
   super(C, self).__init__()
   print "leave C"

 class D(A):
  def __init__(self):
   print "enter D"
   super(D, self).__init__()
   print "leave D"
 class E(B, C):
  def __init__(self):
   print "enter E"
   B.__init__(self)
   C.__init__(self)
   print "leave E"

 class F(E, D):
  def __init__(self):
   print "enter F"
   E.__init__(self)
   D.__init__(self)
   print "leave F"

 >>> f = F()

 enter F
 enter E
 enter B
 leave B
 enter C
 enter D
 enter A
 leave A
 leave D
 leave C
 leave E
 enter D
 enter A
 leave A
 leave D
 leave F


  明显地,类A和类D的初始化函数被重复调用了2次,这并不是我们所期望的结果!我们所期望的结果是最多只有类A的初始化函数被调用2次——其实这是多继承的类体系必须面对的问题。我们把代码段4的类体系画出来,如下图:
复制代码 代码如下:

    object
   |       /
   |        A
   |      / |
   B  C  D
    /   /   |
      E    |
        /   |
          F

  按我们对super的理解,从图中可以看出,在调用类C的初始化函数时,应该是调用类A的初始化函数,但事实上却调用了类D的初始化函数。好一个诡异的问题!

二、走进Python的源码世界

  我们尝试改写代码段4中的函数调用,但都没有得到我们想要的结果,这不得不使我们开始怀疑:我们对super的理解是否出了问题。

  我们重新阅读了Python的官方文档,正如您所见,官方文档并没有详细的原理说明。到网络上去搜索,确实有人发现了同样的问题,并在一些论坛中讨论,但似乎并没有实质性的解答。既然,没有前人的足迹,我们只好走进Python的源码世界,去追溯问题的根源。

  我们考查的是Python 2.3的源码(估计Python 2.4的源码可能也差不多)。首先,搜索关键字"super"。唯一找到的是bltinmodule.c中的一句:

复制代码 代码如下:

 SETBUILTIN("super",  &PySuper_Type);

  于是,我们有了对super的第一个误解:super并非是一个函数,而是一个类(PySuper_Type)。

  在typeobject.c中找到了PySuper_Type的定义:

 代码段5:

复制代码 代码如下:

 PyTypeObject PySuper_Type = {
  PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)
  0,     /* ob_size */
  "super",    /* tp_name */
  sizeof(superobject),   /* tp_basicsize */
  0,     /* tp_itemsize */
  /* methods */
  super_dealloc,     /* tp_dealloc */
  0,     /* tp_print */
  0,     /* tp_getattr */
  0,     /* tp_setattr */
  0,     /* tp_compare */
  super_repr,    /* tp_repr */
  0,     /* tp_as_number */
  0,     /* tp_as_sequence */
  0,            /* tp_as_mapping */
  0,     /* tp_hash */
  0,     /* tp_call */
  0,     /* tp_str */
  super_getattro,    /* tp_getattro */
  0,     /* tp_setattro */
  0,     /* tp_as_buffer */
  Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_HAVE_GC |
   Py_TPFLAGS_BASETYPE,  /* tp_flags */
   super_doc,    /* tp_doc */
   super_traverse,    /* tp_traverse */
   0,     /* tp_clear */
  0,     /* tp_richcompare */
  0,     /* tp_weaklistoffset */
  0,     /* tp_iter */
  0,     /* tp_iternext */
  0,     /* tp_methods */
  super_members,    /* tp_members */
  0,     /* tp_getset */
  0,     /* tp_base */
  0,     /* tp_dict */
  super_descr_get,   /* tp_descr_get */
  0,     /* tp_descr_set */
  0,     /* tp_dictoffset */
  super_init,    /* tp_init */
  PyType_GenericAlloc,   /* tp_alloc */
  PyType_GenericNew,   /* tp_new */
  PyObject_GC_Del,          /* tp_free */
 };

  从代码段5中可以得知,super类只改写了几个方法,最主要的包括:tp_dealloc,tp_getattro,tp_traverse,tp_init。

  再看superobject的定义:

 代码段6:

复制代码 代码如下:

 typedef struct {
  PyObject_HEAD
  PyTypeObject *type;
  PyObject *obj;
  PyTypeObject *obj_type;
 } superobject;

  从代码段6中可以看到superobject的数据成员仅有3个指针(3个对象的引用)。要知道这3个对象分别代表什么,则必需考查super_init的定义:

 代码段7:

复制代码 代码如下:

 static int
 super_init(PyObject *self, PyObject *args, PyObject *kwds)
 {
  superobject *su = (superobject *)self;
  PyTypeObject *type;
  PyObject *obj = NULL;
  PyTypeObject *obj_type = NULL;
 
  if (!PyArg_ParseTuple(args, "O!|O:super", &PyType_Type, &type, &obj))
   return -1;
  if (obj == Py_None)
   obj = NULL;
  if (obj != NULL) {
   obj_type = supercheck(type, obj);
   if (obj_type == NULL)
    return -1;
   Py_INCREF(obj);
  }
  Py_INCREF(type);
  su->type = type;
  su->obj = obj;
  su->obj_type = obj_type;
  return 0;
 }

  从代码中可以看到,super_init首先通过PyArg_ParseTuple把传入的参数列表解释出来,分别放在type和obj变量之中。然后通过supercheck测试可选参数obj是否合法,并获得实例obj的具体类类型。最后,把type, obj和obj_type记录下来。也就是说,super对象只是简单作了一些记录,并没有作任何转换操作。

  查找问题的切入点是为什么在类C中的super调用会切换到类D的初始化函数。于是在super_init中添加条件断点,并跟踪其后的Python代码。最终进入到super_getattro函数——对应于super对象访问名字__init__时的搜索操作。

 代码段8(省略部分无关代码,并加入一些注释):

复制代码 代码如下:

 static PyObject *
 super_getattro(PyObject *self, PyObject *name)
 {
  superobject *su = (superobject *)self;
  int skip = su->obj_type == NULL;
  ……
  if (!skip) {
   PyObject *mro, *res, *tmp, *dict;
   PyTypeObject *starttype;
   descrgetfunc f;
   int i, n;

   starttype = su->obj_type;  // 获得搜索的起点:super对象的obj_type
   mro = starttype->tp_mro;  // 获得类的mro
   ……
   for (i = 0; i < n; i++) {  // 搜索mro中,定位mro中的type
    if ((PyObject *)(su->type) == PyTuple_GET_ITEM(mro, i))
     break;
   }
   i++;       // 切换到mro中的下一个类
   res = NULL;
   for (; i < n; i++) {   // 在mro以后的各个命名空间中搜索指定名字
    tmp = PyTuple_GET_ITEM(mro, i);
    if (PyType_Check(tmp))
     dict = ((PyTypeObject *)tmp)->tp_dict;
    else if (PyClass_Check(tmp))
     dict = ((PyClassObject *)tmp)->cl_dict;
    else
     continue;
    res = PyDict_GetItem(dict, name);
    if (res != NULL) {
     Py_INCREF(res);
     f = res->ob_type->tp_descr_get;
     if (f != NULL) {
      tmp = f(res, su->obj,
       (PyObject *)starttype);
      Py_DECREF(res);
      res = tmp;
     }
     return res;
    }
   }
  }
  return PyObject_GenericGetAttr(self, name);
 }


  从代码中可以看出,super对象在搜索命名空间时,其实是基于类实例的mro进行。那么什么是mro呢?查找官方文档,有:
复制代码 代码如下:

 PyObject* tp_mro
  Tuple containing the expanded set of base types, starting with the type itself and
  ending with object, in Method Resolution Order.

  This field is not inherited; it is calculated fresh by PyType_Ready().


  也就是说,mro中记录了一个类的所有基类的类类型序列。查看mro的记录,发觉包含7个元素,7个类名分别为:
复制代码 代码如下:

 F E B C D A object

  从而说明了为什么在C.__init__中使用super(C, self).__init__()会调用类D的初始化函数了。

  我们把代码段4改写为:

 代码段9:

复制代码 代码如下:

 class A(object):
  def __init__(self):
   print "enter A"
   super(A, self).__init__()  # new
   print "leave A"

 class B(object):
  def __init__(self):
   print "enter B"
   super(B, self).__init__()  # new
   print "leave B"

 class C(A):
  def __init__(self):
   print "enter C"
   super(C, self).__init__()
   print "leave C"

 class D(A):
  def __init__(self):
   print "enter D"
   super(D, self).__init__()
   print "leave D"
 class E(B, C):
  def __init__(self):
   print "enter E"
   super(E, self).__init__()  # change
   print "leave E"

 class F(E, D):
  def __init__(self):
   print "enter F"
   super(F, self).__init__()  # change
   print "leave F"

 >>> f = F()

 enter F
 enter E
 enter B
 enter C
 enter D
 enter A
 leave A
 leave D
 leave C
 leave B
 leave E
 leave F


  明显地,F的初始化不仅完成了所有的父类的调用,而且保证了每一个父类的初始化函数只调用一次。

三、延续的讨论

  我们再重新看上面的类体系图,如果把每一个类看作图的一个节点,每一个从子类到父类的直接继承关系看作一条有向边,那么该体系图将变为一个有向图。不能发现mro的顺序正好是该有向图的一个拓扑排序序列。

  从而,我们得到了另一个结果——Python是如何去处理多继承。支持多继承的传统的面向对象程序语言(如C++)是通过虚拟继承的方式去实现多继承中父类的构造函数被多次调用的问题,而Python则通过mro的方式去处理。

  但这给我们一个难题:对于提供类体系的编写者来说,他不知道使用者会怎么使用他的类体系,也就是说,不正确的后续类,可能会导致原有类体系的错误,而且这样的错误非常隐蔽的,也难于发现。

四、小结

  1. super并不是一个函数,是一个类名,形如super(B, self)事实上调用了super类的初始化函数,
       产生了一个super对象;
  2. super类的初始化函数并没有做什么特殊的操作,只是简单记录了类类型和具体实例;
  3. super(B, self).func的调用并不是用于调用当前类的父类的func函数;
  4. Python的多继承类是通过mro的方式来保证各个父类的函数被逐一调用,而且保证每个父类函数
       只调用一次(如果每个类都使用super);
  5. 混用super类和非绑定的函数是一个危险行为,这可能导致应该调用的父类函数没有调用或者一
       个父类函数被调用多次。

版权声明:

本站所有资源均为站长或网友整理自互联网或站长购买自互联网,站长无法分辨资源版权出自何处,所以不承担任何版权以及其他问题带来的法律责任,如有侵权或者其他问题请联系站长删除!站长QQ754403226 谢谢。

有关影视版权:本站只供百度云网盘资源,版权均属于影片公司所有,请在下载后24小时删除,切勿用于商业用途。本站所有资源信息均从互联网搜索而来,本站不对显示的内容承担责任,如您认为本站页面信息侵犯了您的权益,请附上版权证明邮件告知【754403226@qq.com】,在收到邮件后72小时内删除。本文链接:https://www.piaodoo.com/1441.html

评论

搜索

游戏网站源码,织梦网站源码,wordpress,wordpress主题,wordpress下载,wordpress插件,wordpress.com,wordpress模板,wordpress教程,wordpress 主题,wordpress安装,wordpress 模板,wordpress 插件,wordpress主题下载,wordpress企业主题,wordpress seo,wordpress主题开发,wordpress theme,wordpress论坛,wordpress 企业主题,wordpress主机,wordpress中文主题,wordpress cms主题,wordpress plugin,wordpress 主题下载,wordpress 主机,wordpress空间,wordpress mu,wordpress 模版,wordpress汉化主题,wordpress淘宝客主题,wordpress 空间,wordpress代码,WORDPRESS HOSTING,wordpress优点,wordpress安卓客户端,wordpress技巧,wordpress换空间,wordpress themes,网站模板,ppt模板网站,模板网站,企业网站模板,网站设计模板,免费网站模板,个人网站模板,ppt模板下载网站,网站模板下载,公司网站模板,门户网站模板,学校网站模板,网站首页模板,网站模板免费下载,旅游网站模板,网站后台模板,免费网站模板下载,传奇网站模板,网站建设模板,外贸网站模板,网站 模板,个人主页网站模板,个人网站模板下载,政府网站模板,音乐网站模板,导航网站模板,免费企业网站模板,企业网站模板下载,手表网站模板,韩国网站模板,汽车网站模板,教育网站模板,网站后台管理模板,班级网站模板,新闻网站模板,房产中介网站模板,旅游网站模板下载,工艺品网站模板,电子商务网站模板,旅游网站设计模板,团购网站模板,flash网站模板,个人网站设计模板,婚庆网站模板,广告公司网站模板,商业网站模板,手机网站模板,免费模板网站推荐,ppt免费模板网站推荐,织梦网站模板,html网站模板建站,网站html模板,免费个人网站模板,公司网站源码,sns源码,彩票网站源码,周易网站源码,源码基地,交友源码,学校网站源码,asp.net 源码,源码天下,jsp网站源码,论坛源码下载,广告联盟源码,建站源码,delphi源码,源码爱好者,酷源码,net源码,源码超市,医疗网站源码,flash源码,搜源码,源码程序,dede源码,新闻网站源码,易语言源码大全,旅游网站源码下载,flash 源码,免费源码论坛,android游戏源码,电脑维修网站源码,30源码网,股票软件源码,卖源码,源码教程,安居客 源码,vip源码,家教源码,.net源码下载,Web源码,网络公司源码,佛教网站源码,android源码学习,房产源码,钓鱼网站源码,775源码屋,web游戏源码,成品网站 源码78w78不用下载,h5游戏网站源码,asp网站源码下载,webgame源码,电子商务网站源码,vb.net源码,乐嘿源码,8a商业源码论坛,fbreader源码,在线客服系统 源码,google源码,.net网站源码,快递查询源码,源码搜藏网,dede整站源码,周易 源码,52源码论坛,财经网站源码,织梦下载站源码,qq钓鱼网站源码,flash游戏源码,房产网源码,源码搜搜,电子商务源码,团购网站源码,团购网源码,jsp源码下载,jsp源码,h站源码,8a源码,婚纱摄影网站源码,易语言盗号源码,x站源码,qq空间psd源码,免费商业源码,笑话网站源码,源码集合,源码家园,啊哦源码,星期六源码,源码熊,阿奇源码,百分百源码网,一手日源码资源,旅行网站源码,b站工程源码泄露,新站长源码,8a商业源码,asp论坛源码,flash源码下载,404源码社区,创业网站源码,php网页源码,易支付源码,成品网站w灬源码,免费CMS成品网站源码,成品网站W灬源码1688仙踪林,成品APP短视频源码下载网站,成品网站源码1688可靠吗,免费B2B网站源码,成品APP直播源码下载,国外儿童网站源码在线,成品网站W灬源码1688,源码,成品网站w灬 源码1688,免费源码网站都有哪些,成品网站源码78W78隐藏通道1,网站源码,源码网,源码网站,源码时代,源码之家,源码下载,php源码,易语言源码,源码论坛,源码是什么,商城源码,论坛源码,源码交易,源码站,源码库,免费源码,免费网站ja**源码大全,ja**源码,成品网站w灬源码1377,a5源码,站长源码,成品网站源码78W78隐藏通道1APP,源码分享,网站源码下载,源码中国,asp源码,源码社区,企业网站源码,php源码下载,成品app直播源码搭建,在线观看视频网站源码2021,旅游网站源码,安卓源码,通达信选股公式源码,神马影院php源码,c#源码,成品网站w灬源码1688网页,php 源码,网页游戏源码,android源码下载,源码吧,视频源码大全,成品短视频APP源码搭建,asp源码下载,私服源码,电脑维修源码,个人主页源码,源码出售,php网站源码,刀客源码,网址导航源码,导航网站源码,源码天空,asp 源码,软件源码,精品源码,成品网站源码1688自动跳转,个人网站源码,源码哥,在线考试系统源码,cms源码,c# 源码,商业源码,vb源码,门户网站源码,音乐网站源码,中国源码,安卓源码下载,asp网站源码,在线客服源码,电影网站源码,免费源码下载,整站源码,源码交易网,易语言源码网,.net源码,在线客服系统源码,淘客源码,卡盟源码,网站源码出售,vb源码下载,莎莎源码,熊猫烧香源码,asp.net源码,商业源码网,外贸网站源码,61源码网,zblog模板,zblog企业模板,帝国cms模板,帝国cms插件,discuz模板