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Python 多继承 MRO 顺序怎么自己手动算出来(C3算法)

舞夢輝影

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发布时间:2026-01-22 20:19:02

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来源于php中文网

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Python多继承MRO严格按C3线性化算法计算,需满足子类优先、父类MRO顺序保留、无头元素冲突三原则;手动计算分四步:写初始列表、合并父类MRO、依规则选合法head、验证结果。

python 多继承 mro 顺序怎么自己手动算出来(c3算法)

Python 多继承的 MRO(Method Resolution Order)顺序不是靠猜,也不是靠画继承图“感觉”出来的,而是严格按 C3 线性化算法 计算得出的。只要你掌握 C3 的三条规则和合并步骤,就能手动推出来,不需要运行 Python。

理解 C3 的核心思想:合并 + 保持局部优先级

C3 的目标是为每个类生成一个**线性化的父类序列**(即 MRO 列表),它必须同时满足:

  • 子类永远在父类前面(比如 A(B, C) 中,A 必须排在 B 和 C 前面)
  • 各父类的 MRO 顺序必须被保留(比如 B 的 MRO 是 [B, D, object],那在最终结果里 D 就必须紧跟在 B 后面,且都在 object 前)
  • 不能出现非法的“头元素冲突”(后面合并步骤会体现)

手动计算 MRO 的四步法(以 A(B, C) 为例)

假设我们有:

class D: pass
class E: pass
class B(D): pass
class C(E): pass
class A(B, C): pass

我们要算 A.mro(),即 A 的线性化序列。

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

第 1 步:写出每个类的“初始列表”

  • D → [D, object]
  • E → [E, object]
  • B → [B] + merge(B 的父类 MRO) = [B] + merge([D, object]) = [B, D, object]
  • C → [C] + merge([E, object]) = [C, E, object]
  • A → [A] + merge( [B, D, object], [C, E, object] ) ← 关键:合并两个父类的 MRO

第 2 步:执行 merge(C3 合并规则)

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合并多个列表 L₁, L₂, …,规则是:

  • 取所有列表的首元素(head),看哪个 head 在其他所有列表中都不作为尾部(tail)出现
  • 这个 head 就是当前合并结果的下一个元素
  • 把所有含该 head 的列表删掉它的 head,继续合并剩余部分
  • 如果找不到合法 head → 冲突,C3 失败(Python 会报 TypeError: Cannot create a consistent method resolution order

现在合并:merge([B, D, object], [C, E, object])

  • heads = {B, C};tails = 所有列表去掉 head 后的剩余部分 → [D, object][E, object]
  • B 是否在任一 tail 中?[E, object] 里没有 B → OK;C 是否在 [D, object] 里?也没有 → 两个都“候选”
  • 但 C3 要求按参数顺序优先选左边的合法 head,所以先试 B
  • B 合法 → 输出 B,删掉 B:剩下 merge([D, object], [C, E, object])
  • 现在 heads = {D, C};tails = [object][E, object]
  • D 在 [E, object] 里吗?不在 → D 合法 → 输出 D,删掉 D:剩下 merge([object], [C, E, object])
  • heads = {object, C};tails = [][E, object]
  • C 在 [] 里?不在;在 [E, object] 里?也不在 → C 合法 → 输出 C
  • 删 C:剩下 merge([object], [E, object])
  • heads = {object, E};tails = [][object]
  • E 在 [][object] 里?都不在 → E 合法 → 输出 E
  • 删 E:剩下 merge([object], [object]) → 输出 object

最终合并结果:[B, D, C, E, object],再加 A 自己 → A.mro() = [A, B, D, C, E, object]

常见易错点和验证技巧

手动算容易出错的地方:

  • 忘了把 class 自己放最前面:MRO 总是以本类开头,比如 A 的 MRO 一定是 [A, ...]
  • 合并时误删整个列表,而不是只删 head:每次只移除一个 head,其余 tail 保留
  • 忽略“object 必须在最后”的隐含约束:所有类最终都继承自 object,所以它一定出现在 MRO 末尾(除非你用旧式类,但 Python 3 没有)
  • 遇到菱形继承要特别小心:比如 A(B, C), B(D), C(D),这时 merge([B, D, object], [C, D, object]) 中,D 在两个 tail 里都出现(第二个列表的 tail 是 [D, object]),但第一个列表 head 是 B,B 不在任何 tail → 先输出 B;之后 merge([D, object], [C, D, object]),heads = {D, C},D 出现在第二个 tail 中 → D 不合法;C 不在 [D, object] 中 → C 合法 → 输出 C;继续下去可得 [A, B, C, D, object]

快速验证:用 Python 一行确认

算完后,直接在 Python 里跑:

print(A.__mro__)  # 或 A.mro()

输出元组就是最终答案,和你手算的一致,说明没出错。

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