深入探讨Python多重继承中显式继承object的必要性与影响

Python继承机制概览

python是一种面向对象的编程语言，其继承机制允许一个类（子类）从另一个或多个类（父类）继承属性和方法。在python 3中，所有类都默认隐式地继承自内置的object类。即使我们定义一个简单的类class myclass:，它也等同于class myclass(object):。object类是所有类的基类，提供了诸如__init__、__str__、__eq__等基本方法和属性。

当一个类继承自多个父类时，就称为多重继承。Python通过方法解析顺序（Method Resolution Order, MRO）来确定在继承链中查找方法和属性的顺序。Python 3采用C3线性化算法来计算MRO，确保继承链的正确性和一致性。

两种继承形式的对比

考虑以下两种定义类Bar的方式，其中Foo是一个已经（隐式或显式）继承自object的类：

1. 隐式继承object：

   class Foo:
       pass
   
   class Bar(Foo):
       pass

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   在这种情况下，Bar直接继承自Foo。由于Foo隐式继承自object，所以Bar也间接继承自object。

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2. 显式继承object：

   class Foo:
       pass
   
   class Bar(Foo, object):
       pass

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   在这种情况下，Bar同时继承自Foo和object。

从直观上看，这两种定义方式似乎在功能上是等价的，因为object已经是所有类的最终基类。那么，显式地将object作为基类之一是否有实际意义呢？

方法解析顺序（MRO）的分析

MRO是Python处理多重继承的核心机制，它决定了当子类调用一个方法时，Python会按照什么顺序在父类中查找该方法。我们可以通过调用类的mro()方法或访问__mro__属性来查看MRO。

让我们通过示例代码来比较上述两种情况的MRO：

class Foo:
    pass

# 情况1: 隐式继承object
class BarImplicit(Foo):
    pass

print(f"BarImplicit MRO: {BarImplicit.mro()}")
# 输出: BarImplicit MRO: [<class '__main__.BarImplicit'>, <class '__main__.Foo'>, <class 'object'>]

# 情况2: 显式继承object
class BarExplicit(Foo, object):
    pass

print(f"BarExplicit MRO: {BarExplicit.mro()}")
# 输出: BarExplicit MRO: [<class '__main__.BarExplicit'>, <class '__main__.Foo'>, <class 'object'>]

从输出结果可以看出，BarImplicit和BarExplicit的MRO是完全相同的。这表明，在Python的C3线性化算法下，如果一个类已经通过其父类（如Foo）间接继承了object，那么在多重继承列表中再次显式地列出object并不会改变MRO的顺序。object总是MRO链中的最后一个类，因为它没有自己的父类。

功能行为的等价性

除了MRO之外，我们还需要考虑这两种继承方式在实际功能行为上是否存在差异。

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1. 方法调用与属性访问： 由于MRO相同，因此当Bar的实例调用任何方法或访问任何属性时，其查找路径是完全一致的。这意味着在这方面，两种形式的功能是等价的。

2. isinstance()和issubclass()检查：isinstance()用于检查一个对象是否是某个类或其子类的实例，而issubclass()用于检查一个类是否是另一个类的子类。

   class Foo:
       pass
   
   class BarImplicit(Foo):
       pass
   
   class BarExplicit(Foo, object):
       pass
   
   # 检查BarImplicit
   print(f"isinstance(BarImplicit(), Foo): {isinstance(BarImplicit(), Foo)}") # True
   print(f"isinstance(BarImplicit(), object): {isinstance(BarImplicit(), object)}") # True
   print(f"issubclass(BarImplicit, Foo): {issubclass(BarImplicit, Foo)}") # True
   print(f"issubclass(BarImplicit, object): {issubclass(BarImplicit, object)}") # True
   
   # 检查BarExplicit
   print(f"isinstance(BarExplicit(), Foo): {isinstance(BarExplicit(), Foo)}") # True
   print(f"isinstance(BarExplicit(), object): {isinstance(BarExplicit(), object)}") # True
   print(f"issubclass(BarExplicit, Foo): {issubclass(BarExplicit, Foo)}") # True
   print(f"issubclass(BarExplicit, object): {issubclass(BarExplicit, object)}") # True

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   上述示例表明，在isinstance()和issubclass()的检查中，两种形式也表现出完全相同的行为。

__bases__属性的差异与潜在影响

尽管MRO和功能行为相同，但有一个重要的内部属性会因显式继承object而改变，那就是__bases__。__bases__是一个元组，存储了类定义时直接指定的基类。

class Foo:
    pass

class BarImplicit(Foo):
    pass

class BarExplicit(Foo, object):
    pass

print(f"BarImplicit.__bases__: {BarImplicit.__bases__}")
# 输出: BarImplicit.__bases__: (<class '__main__.Foo'>,)

print(f"BarExplicit.__bases__: {BarExplicit.__bases__}")
# 输出: BarExplicit.__bases__: (<class '__main__.Foo'>, <class 'object'>)

从结果可以看出，BarImplicit.__bases__只包含Foo，而BarExplicit.__bases__则包含了Foo和object。

潜在影响：

• 元编程或内省工具： 如果有代码依赖于检查__bases__元组来获取直接父类列表（而不是通过MRO获取所有父类），那么这两种形式会产生不同的结果。例如，某些框架或库可能会在运行时动态地修改或分析__bases__。
• 代码清晰度： 显式地将object列为基类可能会给人一种误导，让人认为object是一个独立的、与Foo同等地位的基类，而实际上它只是所有类的终极祖先。

然而，在绝大多数日常编程场景中，直接操作或依赖__bases__属性的情况非常罕见。通常，我们更关心的是MRO或isinstance()等行为。

结论与最佳实践

综合来看，当一个类Foo已经继承自object时，在多重继承中显式地将object作为基类之一 (class Bar(Foo, object)) 几乎没有实际的功能性好处。

• MRO保持不变： 方法解析顺序不会受到影响。
• 功能行为一致： 方法调用、属性访问和类型检查（如isinstance）的行为都与隐式继承object的情况相同。
• __bases__属性不同： 这是唯一显著的差异，但在大多数应用场景中，这个差异并不重要。

可能的历史原因或误解：

• Python 2 遗留习惯： 在Python 2中，为了创建“新式类”（new-style classes），需要显式地继承object（例如class MyClass(object):），否则会创建“旧式类”（old-style classes），它们在MRO和某些特性上有所不同。在Python 3中，所有类都是新式类，因此不再需要显式继承object。
• 过度谨慎或误解： 开发者可能认为显式声明object可以确保类的“正确”行为，或者误以为它在多重继承中扮演了某种特殊角色。
• 极少数元编程场景： 只有在极少数需要精确控制或分析__bases__属性的元编程场景下，显式继承object才可能具有特定的意义。

最佳实践：

除非有非常明确且充分的理由（例如，你正在编写一个需要严格检查__bases__的元类或框架），否则在Python 3中，当一个父类已经继承自object时，不应显式地将object列为基类。这样做只会增加代码的冗余，并可能引起不必要的困惑。保持代码简洁明了，遵循Python的惯例，即让object的继承保持隐式。

以上就是深入探讨Python多重继承中显式继承object的必要性与影响的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！