python教程之类的继承(Class Inheritance)

类的继承(Class Inheritance)
前面我们定义了类，用类生成了对象。对象能接收数据及输出结果。在具体的编程中，主要考虑程序中会有什么对象，如何让对象之间进行数据交互，这是一种叫面向对象编程的方法。要学好这种方法，还要学习另一个非常重要的概念，叫做继承。俗话说，种瓜得瓜，种豆得豆，老鼠儿子会打洞。它们说的都是一种继承的关系。有继承，就会有变异，随着环境的改变，岁月的变迁，老鼠儿孙们可能会不断变异从而形成新的物种。现代计算机语言中，面向对象编程虽然是更加抽象的编程方法，但是我们也没必要想得那么复杂，在海龟画图中我们就不断地和海龟类打交道。由于在Python中类和类之间也会有继承关系，所以通过继承Turtle类，我们可以定义新的类，让海龟摇身一变成“人”类也是完全有可能的。假设有一个Fruit(水果)类，我们再定义一个Apple类，让它继承自Fruit类，那么Fruit就是它的父类，也称基类或超类，相应的Apple称为Fruit的子类。子类会继承父类的属性和方法，当然也可以定义新的方法，如果子类定义了和父类同名的方法，这叫做重写父类的方法。下面是Fruit类的代码：

>>> class Fruit:                  # 定义名为Fruit的类
     def __init__(self,w,c):      # 初始化方法
         self.weight = w          # 设定初始重量
         self.color = c          # 设定初始颜色
     def addweight(self,w):      
         self.weight += w        # 将重量增加w
     def getweight (self):  
         return self.weight     # 返回self的重量

所有的水果都有重量，有颜色，上面的weight属性代表水果的重量，color属性代表水果的颜色。addweight方法能让水果的重量增加，getweight方法用来返回水果的重量。接下来定义一个叫Apple的类，让它继承自Fruit类。

```
>>> class Apple(Fruit):                # 定义名为Apple的类，它继承自Fruit
     def __init__(self,w,c,shape):     # 初始化方法
        Fruit.__init__(self,w,c)       # 首先运行父类的初始化方法
        self.shape = shape             # 新增形状属性，并赋值
     def getshape(self):      
       return self.shape               #  返回形状
```
上面的第1行代码定义了一个名为Apple(苹果)的类，它继承自Fruit类。语法就是在类的名字后面写上小括号，小括号里写上父类的名字即可。在苹果类的初始化方法中，我们调用了父类的初始化方法，注意，这是必需的，一般是写在初始化方法的第一行。父类的初始化方法对重量和颜色进行了赋值，然后就是第4行代码，它对shape(形状)进行了赋值。

如果对第4行代码：self.shape = shape比较迷惑的话，首先要知道在self的点后面的名字是我们自定义的属性，这个属性的名称叫shape。而在等于号后面的shape是给这个属性赋的值，它是从方法的参数列表中来的。下面是实例化Apple类时的赋值图。
第5行代码定义了一个方法，它直接返回对象的形状。由于苹果类继承自水果类，所以它也有addweight方法和getweight方法。注意，实例化苹果类时，它有三个参数。以下是代码：

>>> a = Apple(50,"red","circle")         # 实例化一个苹果
>>> a.addweight(100)                 # 增重100
>>> print(a.getweight())                # 打印重量
>>> print(a.getshape())                # 打印形状

类的继承示例一(Inheritance Example one)

上面说了类和类之间有继承的关系，我们学了海龟模块，每个海龟都是通过Turtle类来生成的。那么我们定义的类能不能继承自Turtle类呢？这当然是可以的，假设我们有一些海龟对象，我们并不需要它们画画，并且希望它们的形状都是圆形，那么我们应该把它们归为一类，假设叫Ball，以下是Ball的代码。

>>> from turtle import Turtle                          # 从海龟模块导入Turtle类
>>> class Ball(Turtle):                                # 定义球类，继承自Turtle类
  def __init__(self):
    Turtle.__init__(self,shape='circle')     # 首先调用父类的初始化方法
    self.penup()                        # 由于不需要画画，所以让它抬笔
  def move(self,dx,dy):                       # 定义移动方法
    x = self.xcor() + dx                # 水平坐标增dx
    y = self.ycor() + dy                # 垂直坐标增dy
    self.goto(x,y)                      # 坐标定位

    
>>> ball = Ball()                       #  实例化一个小球
>>> while True:
  ball.move(1,1)                         # 让小球每次在水平和垂直方向上移动一个单位

由于Ball类是继承自Turtle类，所以它就像Turtle类的亲生儿子一样，继承了海龟所有的方法和属性。在第5 行代码中，由于海龟类的对象默认是落笔的，但我们并不希望它的儿子Ball类画画，所以把它给抬笔了。

在第6行定义了一个叫move的方法。它的作用是让对象在水平和垂直方向上位移。第12行代码是生成了一个ball，它不断地调用move方法，每次在水平和垂直方向上都移动1个单位。结果就是运行程序的时候看到一个小球朝右上角移动。通过定义move方法，好像Ball类相对于Turtle类发生了变异一样。

类的继承示例二(Inheritance Example two)
上面我们定义了一个Ball类，它有移动的方法，可是球移动一会儿就不见了。接下来我们定义一个弹球类，让它可以“碰到边缘就反弹”。我们让弹球类继承自球类。重新编写它的move方法实现这个功能。代码如下所示：

from turtle import Turtle
from random import randint
class Ball(Turtle):    
    def __init__(self):
        Turtle.__init__(self,shape='circle')
        self.penup()
        self.sw = self.screen.window_width()       # 定义sw属性，它的值是屏幕的宽度
        self.sh = self.screen.window_height()       # 定义sh属性，它的值是屏幕的高度        
    def move(self,dx,dy):
        x = self.xcor() + dx
        y = self.ycor() + dy
        self.goto(x,y)	    
class BounceBall(Ball):                            # 定义BounceBall类，它继承自Ball类  
    def __init__(self):
        Ball.__init__(self)                         # 调用父类的初始化方法
        self.xspeed = randint(-5,5)                 # 设定xspeed属性，代表每次的水平位移 
        self.yspeed = randint(-5,5)                 # 设定yspeed属性，代表每次的垂直位移
    def move(self):        
        x = self.xcor() + self.xspeed                # 对象的x坐标加上水平位移
        y = self.ycor() + self.yspeed                # 对象的y坐标加上垂直位移
        self.goto(x,y)                             # 定位到新的位置
        if x > self.sw//2 or x < -self.sw//2:      # 如果x坐标大于或小于屏幕宽度的一半
            self.xspeed = -self.xspeed              # 水平位移取负
        if y > self.sh//2 or y <  -self.sh//2:      # 如果y坐标大于或小于屏幕高度的一半
            self.yspeed = -self.yspeed              # 垂直位移取负
ball = BounceBall()
while True:
    ball.move()

上面的代码运行的时候，我们能看到一个黑色的小球，它碰到窗口的边框会反弹，这是由于我们在BounceBall类的定义中对move方法进行了重写。我们把小球看成一个点，当小球的坐标大于或等于屏幕宽度的一半的时候，我们让它的xspeed取反，这样它在水平方向上就会朝相反的方向移动了。垂直反弹的原理也是一样的。在这里反弹原理不是重点，重点就是我们可以重新改写父类的方法，并且在有些情况下要先调用父类的同名方法。如果要让一个方法失效，也可以通过改写父类的方法，只要定义同名方法，把它的语句组换成pass就行了。

通过继承某类，我们不必编写重复的代码，只要把缺少或需要优化的功能重新编写就行了。子类可以重新编写父类的方法，这也叫做方法重载。

类的继承(Class Inheritance)

类的继承示例一(Inheritance Example one)

类的继承示例二(Inheritance Example two)

李兴球