对象继承 inheritance

开始使用 Python 的类别 class 去解决问题时，通常会遇到需要修改类别的状况，这往往会造成原始类别的复杂化或破坏原本的功能，这时就需要使用类别里“继承”的方式来进行处理，这篇教学将会介绍 Python 中的“继承”。

快速导览：什么是继承？、继承时会覆写方法、使用 super()、多重继承、多层继承、私有方法 ( 双底线 )

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

什么是继承 inheritance？

继承，就如同字面上的意思：父亲继承了爷爷的东西，儿子继承父亲的东西...不断继承下去，继承表示可以用既有的类别去建立一个新的类别，并加入一些新的东西或修改新的类别，当使用继承时，新的类别会自动使用旧的类别内所有的程序码。

下方的程序码，名为 son 的类别使用class son(father)”的语法，继承了 fatehr 的程序码，当 oxxo 为 son 时，就能够呼叫出 fatehr 的所有属性。

class father():         # fatehr 類別
    def __init__(self):
        self.eye = 2
        self.ear = 2
        self.nose = 1
        self.mouth = 1

class son(father):          # son 類別繼承了 fatehr 類別裡所有的方法
    def language(self):     # son 類別具有 language 的方法
        print('chinese')    # 從 father 繼承了五官，然後自己學會講中文

oxxo = son()                # 設定 oxxo 為 son()
print(oxxo.eye)             # 印出 2
oxxo.language()             # 印出 chinese

继承时会覆写方法

在继承时，如果子类类别里某个方法的名称和父类别相同，则会完全复写父类别的方法，下面的程序码，son 类别使用了 init 的方法，就覆写了原本 fatehr 的 init 方法，导致读取 oxxo.ear 时发生错误 ( 因为 son 的方法里不存在 ear 的属性 )

class father():
    def __init__(self):
        self.eye = 2
        self.ear = 2
        self.nose = 1
        self.mouth = 1

class son(father):
    def __init__(self):   # 使用了 __init 的方法
        self.eye = 100

oxxo = son()
print(oxxo.eye)    # 100
print(oxxo.ear)    # 發生錯誤  'son' object has no attribute 'ear'

使用 super()

如果不想要覆写父类别的方法，又想要使用父类别的方法，就可以使用“super()”来实现，下方的程序码，使用 super() 继承了 father init 里所有的属性，然后再将 eye 的属性覆写为 100。

class father():
    def __init__(self):
        self.eye = 2
        self.ear = 2
        self.nose = 1
        self.mouth = 1

class son(father):
    def __init__(self):
        super().__init__()   # 使用 super() 繼承 father __init__ 裡所有屬性
        self.eye = 100       # 如果屬性相同，則覆寫屬性

oxxo = son()
print(oxxo.eye)              # 100
print(oxxo.ear)              # 2

多重继承

继承不仅能进行单一继承，也可以进行多重继承，例如可以从爸爸身上继承基因，同时也可以从妈妈身上继承基因一般，下方的例子，son 从 father 继承了五官，从 mother 继承了 language 和 skill。

class father():          # father 類別
    def __init__(self):  # father 的方法
        self.eye = 2
        self.ear = 2
        self.nose = 1
        self.mouth = 1

class mother():          # mother 類別
    def language(self):  # mother 的方法
        print('english')
    def skill(self):
        print('painting')

class son(father, mother):    # 繼承 father 和 mother
    def play(self):           # son 自己的方法
        print('ball')

oxxo = son()
print(oxxo.eye)        # 2
oxxo.skill()           # painting
oxxo.play()            # ball

进行多重继承时，同样会有“覆写方法”的状况出现，而覆写方法的顺序是从“读取类别的顺序”决定，举例来说，下方的 c 和 d 两个类别，虽然都多重继承了 a 和 b，但因为读取的顺序不同，所以呈现的结果也会不同。

class a():
    def says(self):
        print('a')

class b():
    def says(self):
        print('b')

class c(a, b):    # 先讀取 a 再 b，就會將 a 裡的方法，覆寫 b 裡同名的方法
    pass

class d(b, a):    # 先讀取 b 再 a，就會將 b 裡的方法，覆寫 a 裡同名的方法
    pass

ccc = c()
ddd = d()
ccc.says()    # a
ddd.says()    # b

多层继承

继承里除了多重继承，也有“多层继承”的概念，就如同父亲继承了爷爷的东西，儿子继承父亲的东西，多层继承同样存在覆写方法的原则，如果遇到同名的方法就会覆写，除非使用 super() 的方法处理，下方的例子里， father 继承了 grandpa 的五官，son 又继承了 father 的方法，最后 son 就拥有 father 和 grandpa 所有的方法。

class grandpa():
    def __init__(self):
        self.eye = 2
        self.ear = 2
        self.nose = 1
        self.mouth = 1

class father(grandpa):
    def language(self):
        print('english')
    def skill(self):
        print('painting')

class son(father):
    def play(self):
        print('ball')

oxxo = son()
print(oxxo.eye)    # 2
oxxo.skill()       # painting
oxxo.play()        # ball

私有方法 ( 双底线 )

在实作一个类别的过程里，可能会遇到有些方法是该类别内部使用，不想让继承该类别的子类别可以用的，这时就需要建立“私有方法”，私有方法可以使用“雙底線 + 名稱”来建立，私有方法建立后，不论是从外部读取或是子类别的继承，都无法使用该方法，只有在该类别里的其他方法才能调用。

下方的程序码 grandpa 有一个 __money 的方法，但是除非知道 getMoney 的方法，不然都无法直接读取 ( 爷爷有一笔钱，除非你知道方法，不然无法继承成功 )。

class grandpa():
    def __init__(self):
        self.mouth = 1
    def __money(self):     # 建立一個私有方法 __money
        print('$1000')
    def getMoney(self):    # 建立一個 getMoney 的方法，執行私有方法 __money
        self.__money()

class father(grandpa):
    def skill(self):
        print('painting')

class son(father):
    def play(self):
        print('ball')

oxxo = son()
oxxo.getMoney()         # $1000
oxxo.__money()          # 發生錯誤  'son' object has no attribute '_money'

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