Python中的繼承是面向對象編程中重要的概念之一，允許一個類（子類）從另一個類（父類）繼承屬性和方法。這種機制不僅能提高代碼的重用性，還有助于構建層次化的數據模型，簡化復雜系統的設計與維護。

概述繼承的基本概念

在面向對象編程中，繼承是一種機制，通過它，一個類可以從另一個類中獲得屬性和方法，從而實現代碼的重用和擴展。在Python中，繼承通過在定義類時在類名后面加上括號并指定父類來實現。例如，一個簡單的例子如下：

class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):passclass Dog(Animal):def speak(self):return "Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return "Meow!"dog = Dog("Buddy")
print(dog.speak())  # 輸出: Woof!cat = Cat("Whiskers")
print(cat.speak())  # 輸出: Meow!

在這個例子中，Dog 和 Cat 類都繼承了 Animal 類的 name 屬性和 speak() 方法。子類可以重寫父類的方法（如 speak() 方法），以實現特定的行為。

單繼承與多繼承

單繼承

Python支持單繼承，即每個類最多只能有一個父類。這種簡單的繼承關系有助于減少復雜性，并促進代碼的清晰和可維護性。

class Animal:def speak(self):passclass Dog(Animal):def speak(self):return "Woof!"class Cat(Animal):def speak(self):return "Meow!"

多繼承

另一方面，Python也支持多繼承，即一個子類可以繼承自多個父類。這種特性允許子類獲得多個父類的特性，但同時也增加了代碼的復雜性和潛在的命名沖突。

class A:def method(self):return "Method A"class B:def method(self):return "Method B"class C(A, B):passc = C()
print(c.method())  # 輸出: Method A

在多繼承中，方法的解析順序（MRO）是由C3算法（C3 linearization algorithm）確定的，確保了方法查找的順序正確性。

繼承中的特殊方法和屬性

調用父類方法

在子類中，可以通過 super() 函數來調用父類的方法，實現對父類方法的擴展。

class Animal:def __init__(self, name):self.name = namedef speak(self):return "Hello!"class Dog(Animal):def __init__(self, name, breed):super().__init__(name)self.breed = breeddef speak(self):return super().speak() + " Woof!"dog = Dog("Buddy", "Golden Retriever")
print(dog.speak())  # 輸出: Hello! Woof!

isinstance() 和 issubclass() 方法

Python提供了 isinstance() 和 issubclass() 方法來檢查對象的類型和類的繼承關系。

class Animal:passclass Dog(Animal):passdog = Dog()
print(isinstance(dog, Dog))      # True
print(isinstance(dog, Animal))   # Trueprint(issubclass(Dog, Animal))   # True
print(issubclass(Animal, Dog))   # False