python类继承之__init__函数覆盖问题

1.问题描述

2.代码演示

3.总结

在Python这个广受欢迎的编程语言中，类继承是一项强大而精巧的特性。通过类继承，我们可以构建出更加灵活、可重用和易维护的代码，同时实现代码的模块化和扩展性。

但是如果对于熟悉C++和java的人而言，首次接触python的类继承，可能会因__init__函数同名覆盖问题而困惑。下面将详细介绍该问题。

1.问题描述

python中__init__函数可以类比为C++中的构造函数，都是对成员变量进行初始化。当创建子类对象的时候，默认情况下，C++中会先调用父类的默认构造函数，在调用子类的默认构造函数。而在python由于初始化函数都是__init__，那么创建子类对象的时候，存在同名函数问题，那会默认调用父类的__init__函数嘛？如果没有调用会发生什么情况？应该怎么解决呢？

2.代码演示

python中创建子类，__init__函数的调用可以分为三种情况来验证：
（1）子类重写了__init__函数，显式调用父类__init__

（2）子类重写__init__函数，未显式调用父类__init__

（3）子类未重写__init__函数，未显式调用父类__init__

class CBase:
    def __init__(self) -> None:
        print("this is Base init")
        self.test_str="Base"
        self.test_str2="Base2"
        
?
?
class CSub1(CBase):
    def __init__(self) -> None:
        super().__init__()
?
?
class CSub2(CBase):
    def __init__(self) -> None:
        print("this is sub2 init")
?
class CSub3(CBase):
    def test_sub3_func(self):
        print("this is test_sub3_func")
?
if __name__=="__main__":
    t1=CSub1()
    t2=CSub2()
    t3=CSub3()

执行结果

根据执行结果，我们可以得出以下结论：
子类如果重写了__init__函数，父类__init__函数需要显式调用才会执行

子类如果没有重写__init__函数，父类__init__函数隐式调用。

这种行为是由Python的继承机制所决定的。当一个类继承另一个类时，子类继承了父类的属性和方法。但是，如果子类重写了父类的方法，并且在重写的方法中没有显式调用父类的相应方法，那么父类的方法将不会被执行。

那么接下来，如果子类重写__init__函数，但又没有显式调用父类__init__函数，会发生什么情况，如下代码，我们试图在派生类中打印基类的成员变量test_str?：

class CBase:
    def __init__(self) -> None:
        print("this is Base init")
        self.test_str="Base"
        self.test_str2="Base2"
    
class CSub2(CBase):
    def __init__(self) -> None:
        print("this is sub2 init")
        print(self.test_str)

执行结果：

可以看到结果报错了，子类中没有这个?成员变量。

根据执行结果，在父类__init__函数中创建的类属性，子类都无法访问。这一点和C++中有所不同。在C++中，考虑public权限和public继承的情况下，子类一定可以访问到父类的成员变量。

这是因为，在C++这样的静态语言中，创建对象时，成员变量会在对象创建时一同创建。在定义类时，编译器会根据类的定义为每个对象分配内存，并初始化成员变量。

?而在Python这样的动态语言中，对象的属性并不在创建对象时就创建。相反，Python的对象是在运行时动态创建的，并且可以在任何时候添加、修改或删除对象的属性。

而在继承的过程中，子类重写了__init__函数，导致父类的__init__函数没有执行，因此，父类__init__函数中的属性并没有创建，子类访问时必然出错。这一点可以推广到子类和父类的同名函数中。

3.总结

Python是动态语言，其类继承有两个特点：

如果派生类和基类中存在同名函数，派生类的函数会覆盖基类函数，即使是构造函数__init__也不例外。因此，如果要调用基类的同名函数，需要使用super显式调用?。
Python是动态语言，类的成员变量是允许动态创建的，因此，当创建派生类对象时，会创建基类对象，但不会为基类对象创建成员变量，此时派生类直接访问基类的成员变量会报错

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