快捷導(dǎo)航

python多重繼承新算法C3介紹

更新時間：2014年09月28日 11:34:28 作者：mingaixin

這篇文章主要介紹了python多重繼承新算法C3介紹,多重繼承需要復(fù)雜的算法,本文就詳細(xì)講解了新算法C3,需要的朋友可以參考下

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(jù)每個祖先類的繼承結(jié)構(gòu)，編譯出一張列表，包括搜索到的類，按策略刪除重復(fù)的。但是，在維護(hù)單調(diào)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(yīng)用在Python中是為了解決原來基于深度優(yōu)先搜索算法不滿足本地優(yōu)先級，和單調(diào)性的問題。

本地優(yōu)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(yīng)該根據(jù)聲明順序，優(yōu)先查找A類，然后再查找B類。

單調(diào)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:

復(fù)制代碼代碼如下:

class B(A)

這時B的mro序列為[B,A]

如果繼承至多個基類

復(fù)制代碼代碼如下:

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(zhí)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(xiàn)，則從所有執(zhí)行merge操作序列中刪除這個元素，合并到當(dāng)前的mro中。

merge操作后的序列，繼續(xù)執(zhí)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：

復(fù)制代碼代碼如下:

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]

復(fù)制代碼代碼如下:

mro(E) = [E] + merge(mro(A), mro(B), [A,B])

       = [E] + merge([A,O], [B,O], [A,B])

執(zhí)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(xiàn)，在序列[A,B]中也是第一個元素，所以從執(zhí)行merge操作的序列([A,O]、[B,O]、[A,B])中刪除A，合并到當(dāng)前mro，[E]中。
mro(E) = [E,A] + merge([O], [B,O], [B])

再執(zhí)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(xiàn)并且不是其中第一個元素。繼續(xù)查看[B,O]的第一個元素B，B滿足條件，所以從執(zhí)行merge操作的序列中刪除B，合并到[E, A]中。

復(fù)制代碼代碼如下:

mro(E) = [E,A,B] + merge([O], [O])

       = [E,A,B,O]

實(shí)現(xiàn)C3算法的代碼

復(fù)制代碼代碼如下:

#-*- encoding:GBK -*-#  

def mro_C3(*cls):  

        if len(cls)==1:  

            if not cls[0].__bases__:  

                return  cls  

            else:  

                return cls+ mro_C3(*cls[0].__bases__)  

        else:  

            seqs = [list(mro_C3(C)) for C in cls ] +[list(cls)]  

            res = []  

            while True:  

              non_empty = list(filter(None, seqs))  

              if not non_empty:  

                  return tuple(res)  

              for seq in non_empty:  

                  candidate = seq[0]  

                  not_head = [s for s in non_empty if candidate in s[1:]]  

                  if not_head:  

                      candidate = None  

                  else:  

                      break  

              if not candidate:  

                  raise TypeError("inconsistent hierarchy, no C3 MRO is possible")  

              res.append(candidate)  

              for seq in non_empty:  

                  if seq[0] == candidate:  

                      del seq[0]