Python的多重繼承問題 MRO和C3演算法

有乙個sina的blog介紹的很好：python 多重繼承mro

mro即method resolution order，主要用於在多繼承時判斷調的屬性的路徑(來自於哪個類)。之前檢視了很多資料，說mro是基於深度優先搜尋演算法的。但不完全正確在python2.3之前是基於此演算法，但從python2.3起應用了新演算法:c3演算法。

c3演算法最早被提出是用於lisp的，應用在python中是為了解決原來基於深度優先搜尋演算法不滿足本地優先順序，和單調性的問題。

本地優先順序：指宣告時父類的順序，比如c(a,b)，如果訪問c類物件屬性時，應該根據宣告順序，優先查詢a類，然後再查詢b類。

單調性：如果在c的解析順序中，a排在b的前面，那麼在c的所有子類裡，也必須滿足這個順序。

在python官網的the python 2.3 method resolution order中作者舉了例子，說明這一情況。

f=
type
('food',(
),)e=
type
('eggs'
,(f,),
)g=type
('goodfood'
,(f,e)
,)

根據本地優先順序在呼叫g類物件屬性時應該優先查詢f類，而在python2.3之前的演算法給出的順序是g e f o，而在心得c3演算法中通過阻止類層次不清晰的宣告來解決這一問題，以上宣告在c3演算法中就是非法的。

判斷mro要先確定乙個線性序列，然後查詢路徑由由序列中類的順序決定。所以c3演算法就是生成乙個線性序列。

如果繼承至乙個基類:

class
b(a)

這時b的mro序列為[b,a]

如果繼承至多個基類

class
b(a1,a2,a3 ...
)

這時b的mro序列

mro(b)
=[b]
+ merge(mro(a1)
, mro(a2)
, mro(a3)..
.,[a1,a2,a3]
)

merge操作就是c3演算法的核心。

遍歷執行merge操作的序列，如果乙個序列的第乙個元素，在其他序列中也是第乙個元素，或不在其他序列出現，則從所有執行merge操作序列中刪除這個元素，合併到當前的mro中。

merge操作後的序列，繼續執行merge操作，直到merge操作的序列為空。

如果merge操作的序列無法為空，則說明不合法。

例子：

class
a(o)
:pass
class
b(o)
:pass
class
c(o)
:pass
class
e(a,b)
:pass
class
f(b,c)
:pass
class
g(e,f)
:pass

a、b、c都繼承至乙個基類，所以mro序列依次為[a,o]、[b,o]、[c,o]

mro(e)
=[e]
+ merge(mro(a)
, mro(b)
,[a,b])=
[e]+ merge(
[a,o]
,[b,o]
,[a,b]
)

執行merge操作的序列為[a,o]、[b,o]、[a,b]

a是序列[a,o]中的第乙個元素，在序列[b,o]中不出現，在序列[a,b]中也是第乙個元素，所以從執行merge操作的序列([a,o]、[b,o]、[a,b])中刪除a，合併到當前mro，[e]中。

mro(e)
=[e,a]
+ merge(
[o],
[b,o]
,[b]
)

mro(e)
=[e,a,b]
+ merge(
[o],
[o])
=[e,a,b,o]

同理

mro(f)
=[f]
+ merge(mro(b)
, mro(c)
,[b,c])=
[f]+ merge(
[b,o]
,[c,o]
,[b,c])=
[f,b]
+ merge(
[o],
[c,o]
,[c])=
[f,b,c]
+ merge(
[o],
[o])
=[f,b,c,o]
mro(g)
=[g]
+ merge(mro[e]
, mro[f]
,[e,f])=
[g]+ merge(
[e,a,b,o]
,[f,b,c,o]
,[e,f])=
[g,e]
+ merge(
[a,b,o]
,[f,b,c,o]
,[f])=
[g,e,a]
+ merge(
[b,o]
,[f,b,c,o]
,[f])=
[g,e,a,f]
+ merge(
[b,o]
,[b,c,o])=
[g,e,a,f,b]
+ merge(
[o],
[c,o])=
[g,e,a,f,b,c]
+ merge(
[o],
[o])
=[g,e,a,f,b,c,o]

自己實現了乙個mro演算法

from exceptions import exception
defc3_lineration
(kls):if
len(kls.__bases__)==1
:return
[kls, kls.__base__]
else
: l =
[c3_lineration(base)
for base in kls.__bases__]
[base for base in kls.__bases__]
)return
[kls]
+ merge(l)
defmerge
(args)
:if args:
for mro_list in args:
for class_type in mro_list:
for comp_list in args:
if class_type in comp_list[1:
]:break
else
: next_merge_list =
for arg in args:
if class_type in arg:
arg.remove(class_type)
if arg:
else
:return
[class_type]
+ merge(next_merge_list)
else
:raise exception
else
:return
classa(
object):
pass
classb(
object):
pass
classc(
object):
pass
class
e(a,b)
:pass
class
f(b,c)
:pass
class
g(e,f)
:pass
print c3_lineration(g)

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