python 多重继承之拓扑排序

2018/01/19 python

最近在学python,学到class 多重继承,降到了c3算法,这里记录一下

一、什么是拓扑排序

在图论中,拓扑排序(Topological Sorting) 是一个 有向无环图(DAG,Directed Acyclic Graph) 的所有顶点的线性序列。且该序列必须满足下面两个条件:

  • 每个顶点出现且只出现一次。
  • 若存在一条从顶点A到顶点B的路径,那么在序列中顶点A出现在顶点B的前面。

例如,下面这个图:

它是一个DAG图,那么如何写出它的拓扑顺序呢?这里说一种比较常用的方法:

  • 从DAG途中选择一个没有前驱(即入度为0)的顶点并输出
  • 从图中删除该顶点和所有以它为起点的有向边。
  • 重复1和2直到当前DAG图为空或当前途中不存在无前驱的顶点为止。后一种情况说明有向图中必然存在环。

于是,得到拓扑排序后的结果是{1,2,4,3,5}

下面,我们看看拓扑排序在python多重继承中的例子

二、python 多重继承

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
class A(object):
    def foo(self):
        print('A foo')
    def bar(self):
        print('A bar')

class B(object):
    def foo(self):
        print('B foo')
    def bar(self):
        print('B bar')

class C1(A,B):
    pass

class C2(A,B):
    def bar(self):
        print('C2-bar')

class D(C1,C2):
    pass

if __name__ == '__main__':
    print(D.__mro__)
    d=D()
    d.foo()
    d.bar()

首先,我们根据上面的继承关系构成一张图,如下

  • 找到入度为0的点,只有一个D,把D拿出来,把D相关的边剪掉
  • 现在有两个入度为0的点(C1,C2),取最左原则,拿C1,剪掉C1相关的边,这时候的排序是{D,C1}
  • 现在我们看,入度为0的点(C2),拿C2,剪掉C2相关的边,这时候排序是{D,C1,C2}
  • 接着看,入度为0的点(A,B),取最左原则,拿A,剪掉A相关的边,这时候的排序是{D,C1,C2,A}
  • 继续,入度哦为0的点只有B,拿B,剪掉B相关的边,最后只剩下object
  • 所以最后的排序是{D,C1,C2,A,B,object}

我们执行上面的代码,发现print(D.__mro__)的结果也正是这样,而这也就是多重继承所使用的C3算法啦

为了进一步熟悉这个拓扑排序的方法,我们再来一张图,试试看排序结果是怎样的,它继承的内容是否如你所想

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
class A(object):
    def foo(self):
        print('A foo')
    def bar(self):
        print('A bar')

class B(object):
    def foo(self):
        print('B foo')
    def bar(self):
        print('B bar')

class C1(A):
    pass

class C2(B):
    def bar(self):
        print('C2-bar')

class D(C1,C2):
    pass

if __name__ == '__main__':
    print(D.__mro__)
    d=D()
    d.foo()
    d.bar()

还是先根据继承关系构一个继承图

  • 找到入度为0的顶点,只有一个D,拿D,剪掉D相关的边
  • 得到两个入度为0的顶点(C1,C2),根据最左原则,拿C1,剪掉C1相关的边,这时候序列为{D,C1}
  • 接着看,入度为0的顶点有两个(A,C1),根据最左原则,拿A,剪掉A相关的边,这时候序列为{D,C1,A}
  • 接着看,入度为0的顶点为C2,拿C2,剪掉C2相关的边,这时候序列为{D,C1,A,C2}
  • 继续,入度为0的顶点为B,拿B,剪掉B相关的边,最后还有一个object
  • 所以最后的序列为{D,C1,A,C2,B,object}

最后,我们执行上面的代码,发现print(D.__mro__)的结果正如上面所计算的结果

最后的最后,python继承顺序遵循C3算法,只要在一个地方找到了所需的内容,就不再继续查找

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