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# 封装与多态
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python面向对象的三大特性：继承，封装，多态。
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- **封装**:
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- 封装是将**数据（属性）**与**操作数据的方法（行为）**绑定在一起，形成独立的类，并通过访问控制隐藏对象的内部实现细节，仅暴露必要的接口供外部使用。其核心目的是**保护数据完整性**（防止外部直接修改对象状态）和**降低代码耦合度**（外部无需关心内部实现）。
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- **继承**:
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- 继承是**子类（派生类）**继承**父类（基类/超类）**的属性和方法的机制，用于实现代码复用和类的层次结构。子类可以扩展父类的功能（添加新属性/方法），或重写父类的方法（修改默认行为）。
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- **多态**:
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- 多态是指**同一操作**作用于**不同对象**时，产生**不同行为**的特性。其核心是“接口统一，实现多样”，允许程序以统一的方式处理不同类型的对象，无需关心对象的具体类型。
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## 封装
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Python中实现封装的方式包括：
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- **私有属性/方法**：
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- 通过双下划线前缀（如`__name`）标记
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- 此类属性/方法仅在类内部可访问，外部无法直接调用(其实就是改名，`_类名__name` )；
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- **公有方法**：
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- 通过普通方法（如`get_name()`、`set_name()`）提供对私有属性的访问接口，
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- 可在方法内加入数据验证（如确保年龄为正数）；
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- **`@property`装饰器**：
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- 将方法转换为“只读属性”（如`@property def radius(self)`），或通过`@属性.setter`设置属性的修改规则（如`@radius.setter def radius(self, value)`）
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- 实现更安全的属性访问。
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```python
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class BankAccount:
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def __init__(self, balance):
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self.__balance = balance # 私有属性，隐藏内部数据
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def deposit(self, amount):
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if amount > 0:
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self.__balance += amount # 通过公有方法修改私有属性
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else:
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raise ValueError("存款金额必须为正")
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def get_balance(self):
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return self.__balance # 通过公有方法访问私有属性
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```
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封装避免了外部代码直接操作对象内部数据，提升了代码的安全性和可维护性
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## 多态
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### 通过继承与方法重写实现多态
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这是实现多态最直接的方式。子类继承父类并重写其方法，从而提供特定的实现。当调用方法时，实际执行的是子类中重写的方法
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```python
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class Animal:
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def speak(self):
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raise NotImplementedError("子类必须实现此方法") # 父类定义方法接口
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class Dog(Animal):
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def speak(self): # 子类重写方法
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return "Woof!"
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class Cat(Animal):
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def speak(self): # 子类重写方法
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return "Meow!"
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# 多态的函数
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def animal_speak(animal):
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print(animal.speak()) # 统一接口调用
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dog = Dog()
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cat = Cat()
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animal_speak(dog) # 输出: Woof!
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animal_speak(cat) # 输出: Meow!
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```
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### 通过鸭子类型实现多态
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Python 的鸭子类型（Duck Typing）是一种动态类型风格，它不要求对象继承自特定类，只关心对象是否具有所需的方法或属性（“如果它走起来像鸭子，叫起来像鸭子，那么它就是鸭子”）
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```python
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class Duck:
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def quack(self):
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return "Quack!"
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class Person:
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def quack(self): # 无需继承特定类，只需有 quack 方法
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return "I'm quacking like a duck!"
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def make_it_quack(thing): # 函数只关心传入对象是否有 quack 方法
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print(thing.quack())
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duck = Duck()
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person = Person()
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make_it_quack(duck) # 输出: Quack!
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make_it_quack(person) # 输出: I'm quacking like a duck!
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```
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## 类的约束
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写一个支付功能
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```python
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class QQpay:
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def pay(self,money):
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print('使用qq支付%s元' % money)
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class Alipay:
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def pay(self,money):
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print('使用阿里支付%s元' % money)
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a = Alipay()
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a.pay(100)
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b = QQpay()
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b.pay(200)
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```
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统一一下付款方式
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```python
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class QQpay:
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def pay(self,money):
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print('使用qq支付%s元' % money)
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class Alipay:
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def pay(self,money):
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print('使用阿里支付%s元' % money)
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def pay(obj,money):
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obj.pay(money)
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a = Alipay()
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b = QQpay()
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pay(a,100)
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pay(b,200)
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```
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如果后期添加微信支付，但是没有统一标准，换个程序员就可能写成这样
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```python
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class QQpay:
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def pay(self,money):
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print('使用qq支付%s元' % money)
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class Alipay:
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def pay(self,money):
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print('使用阿里支付%s元' % money)
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class Wechatpay:
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def fuqian(self,money):
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print('使用微信支付%s元' % money)
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def pay(obj,money):
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obj.pay(money)
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a = Alipay()
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b = QQpay()
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pay(a,100)
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pay(b,200)
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c = Wechatpay()
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c.fuqian(300)
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```
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所以此时我们要用到对类的约束，对类的约束有两种：
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1. 提取⽗类. 然后在⽗类中定义好⽅法. 在这个⽅法中什么都不⽤⼲. 就抛⼀个异常就可以了. 这样所有的⼦类都必须重写这个⽅法. 否则. 访问的时候就会报错.
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2. 使⽤元类来描述⽗类. 在元类中给出⼀个抽象⽅法. 这样⼦类就不得不给出抽象⽅法的具体实现. 也可以起到约束的效果.
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- 先用第一种方法解决问题
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```python
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class Payment:
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"""
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此类什么都不做，就是制定一个标准，谁继承我，必须定义我里面的方法。
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"""
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def pay(self,money):
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raise Exception("你没有实现pay方法")
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class QQpay(Payment):
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def pay(self,money):
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print('使用qq支付%s元' % money)
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class Alipay(Payment):
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def pay(self,money):
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print('使用阿里支付%s元' % money)
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class Wechatpay(Payment):
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def fuqian(self,money):
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print('使用微信支付%s元' % money)
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def pay(obj,money):
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obj.pay(money)
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a = Alipay()
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b = QQpay()
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c = Wechatpay()
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pay(a,100)
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pay(b,200)
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pay(c,300)
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```
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- 引入抽象类的概念处理
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```python
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from abc import ABCMeta,abstractmethod
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class Payment(metaclass=ABCMeta): # 抽象类 接口类 规范和约束 metaclass指定的是一个元类
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@abstractmethod
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def pay(self):pass # 抽象方法
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class Alipay(Payment):
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def pay(self,money):
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print('使用支付宝支付了%s元'%money)
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class QQpay(Payment):
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def pay(self,money):
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print('使用qq支付了%s元'%money)
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class Wechatpay(Payment):
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# def pay(self,money):
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# print('使用微信支付了%s元'%money)
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def recharge(self):pass
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def pay(a,money):
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a.pay(money)
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a = Alipay()
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a.pay(100)
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pay(a,100) # 归一化设计：不管是哪一个类的对象，都调用同一个函数去完成相似的功能
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q = QQpay()
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q.pay(100)
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pay(q,100)
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w = Wechatpay()
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pay(w,100) # 到用的时候才会报错
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# 抽象类和接口类做的事情 ：建立规范
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# 制定一个类的metaclass是ABCMeta，
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# 那么这个类就变成了一个抽象类(接口类)
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# 这个类的主要功能就是建立一个规范
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```
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总结: 约束. 其实就是⽗类对⼦类进⾏约束. ⼦类必须要写xxx⽅法. 在python中约束的⽅式和⽅法有两种:
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1. 使⽤抽象类和抽象⽅法, 由于该⽅案来源是java和c#, 所以使⽤频率还是很少的
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2. 使⽤⼈为抛出异常的⽅案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专业, ⽽且错误比较明确.(推荐)
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## super()深入了解
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**super是严格按照类的继承顺序执行！！！**
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```python
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class A:
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def f1(self):
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print('in A f1')
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def f2(self):
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print('in A f2')
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class Foo(A):
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def f1(self):
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super().f2()
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print('in A Foo')
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obj = Foo()
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obj.f1()
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```
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```python
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class A:
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def f1(self):
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||
print('in A')
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class Foo(A):
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||
def f1(self):
|
||
super().f1()
|
||
print('in Foo')
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class Bar(A):
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||
def f1(self):
|
||
print('in Bar')
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class Info(Foo,Bar):
|
||
def f1(self):
|
||
super().f1()
|
||
print('in Info f1')
|
||
|
||
obj = Info()
|
||
obj.f1()
|
||
|
||
print(Info.mro())
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```
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||
```python
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||
class A:
|
||
def f1(self):
|
||
print('in A')
|
||
|
||
class Foo(A):
|
||
def f1(self):
|
||
super().f1()
|
||
print('in Foo')
|
||
|
||
class Bar(A):
|
||
def f1(self):
|
||
print('in Bar')
|
||
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||
class Info(Foo,Bar):
|
||
def f1(self):
|
||
super(Foo,self).f1() # 关键：跳过Foo，从Bar开始查找f1
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print('in Info f1')
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obj = Info()
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obj.f1()
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```
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