多重继承
最后更新于：2022-04-01 01:13:59
继承是面向对象编程的一个重要的方式，因为通过继承，子类就可以扩展父类的功能。
回忆一下`Animal`类层次的设计，假设我们要实现以下4种动物：
* Dog - 狗狗；
* Bat - 蝙蝠；
* Parrot - 鹦鹉；
* Ostrich - 鸵鸟。
如果按照哺乳动物和鸟类归类，我们可以设计出这样的类的层次：
但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类，我们就应该设计出这样的类的层次：
如果要把上面的两种分类都包含进来，我们就得设计更多的层次：
* 哺乳类：能跑的哺乳类，能飞的哺乳类；
* 鸟类：能跑的鸟类，能飞的鸟类。
这么一来，类的层次就复杂了：
如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”，这么搞下去，类的数量会呈指数增长，很明显这样设计是不行的。
正确的做法是采用多重继承。首先，主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计：
~~~
class Animal(object):
pass
# 大类:
class Mammal(Animal):
pass
class Bird(Animal):
pass
# 各种动物:
class Dog(Mammal):
pass
class Bat(Mammal):
pass
class Parrot(Bird):
pass
class Ostrich(Bird):
pass
~~~
现在，我们要给动物再加上`Runnable`和`Flyable`的功能，只需要先定义好`Runnable`和`Flyable`的类：
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class Runnable(object):
def run(self):
print('Running...')
class Flyable(object):
def fly(self):
print('Flying...')
~~~
对于需要`Runnable`功能的动物，就多继承一个`Runnable`，例如`Dog`：
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class Dog(Mammal, Runnable):
pass
~~~
对于需要`Flyable`功能的动物，就多继承一个`Flyable`，例如`Bat`：
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class Bat(Mammal, Flyable):
pass
~~~
通过多重继承，一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。
### MixIn
在设计类的继承关系时，通常，主线都是单一继承下来的，例如，`Ostrich`继承自`Bird`。但是，如果需要“混入”额外的功能，通过多重继承就可以实现，比如，让`Ostrich`除了继承自`Bird`外，再同时继承`Runnable`。这种设计通常称之为MixIn。
为了更好地看出继承关系，我们把`Runnable`和`Flyable`改为`RunnableMixIn`和`FlyableMixIn`。类似的，你还可以定义出肉食动物`CarnivorousMixIn`和植食动物`HerbivoresMixIn`，让某个动物同时拥有好几个MixIn：
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class Dog(Mammal, RunnableMixIn, CarnivorousMixIn):
pass
~~~
MixIn的目的就是给一个类增加多个功能，这样，在设计类的时候，我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能，而不是设计多层次的复杂的继承关系。
Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子，Python自带了`TCPServer`和`UDPServer`这两类网络服务，而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型，这两种模型由`ForkingMixIn`和`ThreadingMixIn`提供。通过组合，我们就可以创造出合适的服务来。
比如，编写一个多进程模式的TCP服务，定义如下：
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class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn):
pass
~~~
编写一个多线程模式的UDP服务，定义如下：
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class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn):
pass
~~~
如果你打算搞一个更先进的协程模型，可以编写一个`CoroutineMixIn`：
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class MyTCPServer(TCPServer, CoroutineMixIn):
pass
~~~
这样一来，我们不需要复杂而庞大的继承链，只要选择组合不同的类的功能，就可以快速构造出所需的子类。
### 小结
由于Python允许使用多重继承，因此，MixIn就是一种常见的设计。
只允许单一继承的语言（如Java）不能使用MixIn的设计。