在 Python 的面向對象編程（OOP）中，繼承（Inheritance） 是一種重要的機制，它允許一個類（稱為子類或派生類）從另一個類（稱為父類、基類或超類）中繼承屬性和方法。

為什么需要繼承

考慮我們之前定義的 Person 類，現在我們想創建 Student 和 Teacher 類。它們都屬于“人”，所以都有姓名和年齡。

# 傳統的做法，沒有繼承
class Person:def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = agedef introduce(self):print(f"大家好，我叫 {self.name}，今年 {self.age} 歲。")class Student:def __init__(self, name, age, student_id):# 代碼重復self.name = name# 代碼重復self.age = age self.student_id = student_iddef introduce(self):# 代碼重復print(f"大家好，我叫 {self.name}，今年 {self.age} 歲。")print(f"我的學號是 {self.student_id}。")class Teacher:def __init__(self, name, age, subject):# 代碼重復self.name = name# 代碼重復self.age = age self.subject = subjectdef introduce(self):# 代碼重復print(f"大家好，我叫 {self.name}，今年 {self.age} 歲。")print(f"我教 {self.subject}。")

你會發現 name、age 屬性以及 introduce 方法在 Person、Student 和 Teacher 類中重復出現了。這種代碼重復會導致：

• 維護困難： 如果你需要修改“人”的共同行為（比如 introduce 方法），你必須在所有相關的類中都修改一遍。
• 擴展性差： 每增加一個新的“人”的角色（比如 Employee），你都要重新編寫這些通用部分。

繼承就是為了解決這些問題： 它允許你定義一個通用的父類，把共同的屬性和方法放在父類中。然后，特定的子類可以繼承這些共同部分，并添加自己獨有的屬性和方法，或者修改（重寫）父類的行為。

繼承的基本用法

在 Python 中，子類在定義時，在類名后面的括號中指定它所繼承的父類。

class ChildClass(ParentClass, OtherParentClass):

示例：Person、Student 和 Teacher 的繼承關系

class Person:species = "人類" # 類屬性def __init__(self, name, age):self.name = nameself.age = ageprint(f"創建了一個 Person 對象: {self.name}")def introduce(self):print(f"大家好，我叫 {self.name}，今年 {self.age} 歲，是 {self.species}。")def celebrate_birthday(self):self.age += 1print(f"{self.name} 過生日了，現在 {self.age} 歲了！")# Student 繼承自 Person
class Student(Person):def __init__(self, name, age, student_id):# 調用父類 (Person) 的構造器來初始化共同屬性super().__init__(name, age)# Student 獨有的屬性self.student_id = student_idprint(f"創建了一個 Student 對象: {self.name}, 學號: {self.student_id}")# 重寫 (Override) 父類的 introduce 方法def introduce(self):# 調用父類的 introduce 方法，重用其邏輯super().introduce()print(f"我的學號是 {self.student_id}。")def study(self):# Student 獨有的方法print(f"{self.name} 正在努力學習。")# Teacher 繼承自 Person
class Teacher(Person):def __init__(self, name, age, subject):# 調用父類 (Person) 的構造器super().__init__(name, age)# Teacher 獨有的屬性self.subject = subject print(f"創建了一個 Teacher 對象: {self.name}, 教授: {self.subject}")# 重寫父類的 introduce 方法def introduce(self):# 重用父類的 introduce 邏輯super().introduce()print(f"我教 {self.subject}。")def teach(self):# Teacher 獨有的方法print(f"{self.name} 正在教 {self.subject}。")# --- 演示與測試 ---
print("--- 創建對象 ---")
person = Person("王五", 40)
student = Student("小明", 18, "S12345")
teacher = Teacher("李老師", 35, "數學")print("\n--- 調用方法 ---")
person.introduce()
person.celebrate_birthday()student.introduce()
student.study()
# 繼承自 Person
student.celebrate_birthday()teacher.introduce()
teacher.teach()
# 繼承自 Person
teacher.celebrate_birthday() 

在 Python 中，子類默認會繼承父類的所有屬性和方法。如果你想讓父類的某個屬性不被繼承，可以通過使用 __ 前綴創建私有屬性。

class Parent:# 這是一個私有屬性，子類無法直接訪問__private_property = "這是父類的私有屬性"def __init__(self):# 這是一個私有實例屬性self.__private_instance_property = "這是父類的私有實例屬性"def get_private_property(self):# 通過方法返回私有屬性print(self.__private_property)print(self.__private_instance_property)class Child(Parent):def __init__(self):# 調用父類的構造函數super().__init__()print("嘗試從子類訪問父類的私有屬性：")try:# 嘗試訪問父類的私有屬性，會引發 AttributeErrorprint(self.__private_instance_property)except AttributeError as e:print(f"  錯誤：{e}")# 創建子類實例
child_obj = Child()
# 嘗試從外部訪問父類的私有屬性，也會引發 AttributeError
try:print(child_obj.__private_instance_property)
except AttributeError as e:print(f"  外部訪問錯誤：{e}")print("\n通過父類方法訪問：")
# 通過父類的方法可以成功訪問
child_obj.get_private_property()

super() 函數

在子類中，我們經常需要調用父類的方法，特別是父類的構造器 __init__()。這時，我們使用內置的 super() 函數。

• super().__init__(...)： 調用父類的 __init__ 方法來初始化父類定義的屬性。這是一種推薦的做法，確保父類的初始化邏輯得到執行。
• super().method_name(...)： 調用父類的其他方法。這在子類重寫了父類方法后，仍想在子類中執行父類的原始邏輯時非常有用。

:::warning
在 Python 3 中，super() 函數不帶參數就可以自動獲取當前類和實例，所以直接寫 super().__init__(...) 即可。在 Python 2 中，可能需要寫成 super(ChildClass, self).__init__(...)。

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方法重寫

當子類中定義了一個與父類中同名的方法時，子類的方法會**覆蓋（override）**父類的方法。這意味著當你通過子類的實例調用該方法時，會執行子類中定義的方法。

在上面的示例中，Student 和 Teacher 類都重寫了 Person 類的 introduce 方法。重寫時，它們還通過 super().introduce() 調用了父類的 introduce 方法，以在添加自己特有信息的同時，保留父類的通用介紹。

多重繼承

Python 允許一個子類繼承多個父類，這被稱為多重繼承。

語法如下：

class ChildClass(Parent1, Parent2, ...):

當一個子類繼承了多個父類，并且這些父類中有同名的方法或屬性時，Python 會遵循**方法解析順序（Method Resolution Order, MRO）**來查找方法或屬性。你可以通過 ChildClass.__mro__ 屬性或 help(ChildClass) 來查看 MRO。

:::warning
在 Python 中，MRO（Method Resolution Order，方法解析順序） 是一個決定多重繼承下方法或屬性查找順序的規則。它采用 C3 線性化算法 計算，確保類繼承關系的一致性和可預測性。

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class Flying:def fly(self):print("I can fly!")class Swimming:def swim(self):print("I can swim!")# 鴨子既能飛又能游
class Duck(Flying, Swimming):def quack(self):print("Quack! Quack!")duck = Duck()
duck.fly()
duck.swim()
duck.quack()print(Duck.__mro__) # 查看方法解析順序

:::warning
多重繼承雖然強大，但也可能導致復雜的繼承關系和“菱形繼承問題”（diamond problem）。在使用時需要謹慎，并理解 MRO。

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