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python多重繼承新算法C3介紹

2020-02-23 05:52:03
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供稿:網友

mro即 method resolution order (方法解釋順序),主要用于在多繼承時判斷屬性的路徑(來自于哪個類)。

在python2.2版本中,算法基本思想是根據每個祖先類的繼承結構,編譯出一張列表,包括搜索到的類,按策略刪除重復的。但是,在維護單調性方面失敗過(順序保存),所以從2.3版本,采用了新算法C3。

為什么采用C3算法

C3算法最早被提出是用于Lisp的,應用在Python中是為了解決原來基于深度優先搜索算法不滿足本地優先級,和單調性的問題。

本地優先級:指聲明時父類的順序,比如C(A,B),如果訪問C類對象屬性時,應該根據聲明順序,優先查找A類,然后再查找B類。

單調性:如果在C的解析順序中,A排在B的前面,那么在C的所有子類里,也必須滿足這個順序。

C3算法

判斷mro要先確定一個線性序列,然后查找路徑由由序列中類的順序決定。所以C3算法就是生成一個線性序列。

如果繼承至一個基類:

代碼如下:
class B(A)

這時B的mro序列為[B,A]

如果繼承至多個基類

代碼如下:
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算法的核心。

遍歷執行merge操作的序列,如果一個序列的第一個元素,是其他序列中的第一個元素,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,合并到當前的mro中。

merge操作后的序列,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:
代碼如下:
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都繼承至一個基類,所以mro序列依次為[A,O]、[B,O]、[C,O]
代碼如下:
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]中的第一個元素,在序列[B,O]中不出現,在序列[A,B]中也是第一個元素,所以從執行merge操作的序列([A,O]、[B,O]、[A,B])中刪除A,合并到當前mro,[E]中。
mro(E) = [E,A] + merge([O], [B,O], [B])

再執行merge操作,O是序列[O]中的第一個元素,但O在序列[B,O]中出現并且不是其中第一個元素。繼續查看[B,O]的第一個元素B,B滿足條件,所以從執行merge操作的序列中刪除B,合并到[E, A]中。
代碼如下:
mro(E) = [E,A,B] + merge([O], [O])
       = [E,A,B,O]

實現C3算法的代碼

代碼如下:
#-*- encoding:GBK -*-# 
def mro_C3(*cls): 
        if len(cls)==1: 

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