今天談談多重繼承的優缺點。

• 上篇最後的情境-7，以super().show_breed()呼叫父類別的方法，結果每一個類別的方法只會呼叫一次：
  
• 先跑Timba接著Hardwood很易理解。但Hardwood的上一層是Tree，為甚麼不會先執行，而是讓給Confider，Tree在最後才呼叫呢？
• 原來Python在多重繼承下，是遵守一套名為Method Resolution Order(MRO)的原則，依照一定的順序搜尋各層別的同名方法，搜尋到就執行，然後終止搜尋。舊版Python搜尋採用DLR or depth-first left to right algorithm(深度優先搜尋演算法或前序遍歷算法)，而目前Python的MRO己換用改良後的C3 Linearization Algorithm。
• 該演算法原理解釋起來會占用較多篇幅，直接看code再略加說明就好。
• 筆者準備挑選一個有六個類別的多重繼承來作例子。選六個類別是類別數量夠多可詳細追蹤MRO，又不至於太過複雜。
• 之前一直沿用的Tree類別要設計到六層比較麻煩，所以這次決定換個「人設」，以佛教禪宗從初祖達摩(Zen1)到六祖惠能(Zen6)，分別代表六個類別，來觀察Python的MRO如何運作：

  class Zen1():  # 初祖
      def show_class_name(self):
          print(__class__.__name__)   # 本class名。
          print(super().__class__.__name__)   # 呼叫父類別(class 'object')名。
  
  class Zen2(Zen1):  # 二祖
      def show_class_name(self)  :
          print(__class__.__name__)
          super().show_class_name()   # 呼叫父類別的show_class_name()。
  
  class Zen3(Zen2, Zen1):  # 三祖
      def show_class_name(self)  :
          print(__class__.__name__)
          super().show_class_name()
  
  class Zen4(Zen3, Zen2, Zen1):  # 四祖
      def show_class_name(self)  :
          print(__class__.__name__)
          super().show_class_name()
  
  class Zen5(Zen2, Zen1):  # 五祖
      def show_class_name(self)  :
          print(__class__.__name__)
          super().show_class_name()
  
  class Zen6(Zen4, Zen5, Zen3):  # 六祖
      def show_class_name(self)  :
          print(__class__.__name__)
          super().show_class_name()
  
  
  zen = Zen6()      # 搜尋程序將從六祖開始。
  zen.show_class_name()
  print()    
  print(Zen6.mro())   # Method Resolution Order
  

• 輸出：
  
• 對照以上輸出，C3 Linearization Algorithm的搜尋過程大致如下(註1)：
  1. 主程式建立了一個六祖物件，所以先從六祖(Zen6)開始搜尋。；
  2. 步驟1搜尋不到時，找六祖的第一順位父類別四祖(Zen4)。注意：四祖並未被其他類別所繼承，所以是「好」的節點(好的節點才要搜尋)；
  3. 四祖的第一順位本來是三祖，但是，不好意思，三祖是六祖的第三順位父類別，而六祖的第二順位父類別五祖還沒搜尋過，所以三祖算是「不好」的節點，不好節點先行跳過；
  4. 回到六祖的第二順位父類別五祖(Zen5)。五祖沒有被其他各祖繼承，是好節點，搜之；
  5. 五祖的第一順位是二祖，但是二祖有被其後的類別(三祖)所繼承。不妙，跳過之；
  6. 再回六祖的第三順位父類別三祖(Zen3)。
  7. 六祖的第一層父類別搜尋完畢。以此類推，搜尋尚未搜尋過的六祖第二層父類別，即四祖和五祖未完成的父類別：二祖(Zen2)和初祖(Zen1)。
  8. C3 Linearization Algorithm的原則是不重複搜索，至此整個搜索程序圓滿結束。
  9. 根據以上描述，搜尋的順序是：Zen6➞Zen4➞Zen5➞Zen3➞Zen2➞Zen1。
  10. 最後由Zen1呼叫其super()，由於Zen1並無外顯繼承，Python會自動將class object繼承給它。亦即Python萬物皆源出於class object，好比所有人類均來自非洲草原。不過Zen1的print(super().__class__.__name__)印出的是super而不是object就是。

多重繼承的Pros and Cons

Pros

• 多重繼承允許一個類別有多個父類別，這種設計可以較為精準地模擬現實世界的情況。現實世界的事物關係錯綜複雜、盤根錯節，不可能只有單一繼承模式。
• 有人認為，子類別擁有多個父類別時，較能重用(reuse)父類別的屬性和方法。

Cons

• 在本篇前半段，筆者花了那麼多時間和精力，反覆解說(雖然也許解說有誤)多重繼承時父子類別搜尋程序(MRO)，其實想表達的是：多重繼承雖然強大，卻有雖不致命但算得上嚴重的缺點。上例就很明顯，在繼承體系較深而複雜時，除非對該程式語言所採用的搜尋演算法有一定程度了解，否則使用者有時真的難以了解究竟會呼叫到哪一世代的方法，因而讓多重繼承變得難用、混亂(messy)，一不小心就掉入陷阱。
• 此外，多重繼承在compiler實作時，也比較困難。
• 繼承層級越多，越耗電腦的記憶體，效率可能越低。

多重繼承總結

• 正因有以上缺點，有人說多重繼承got a poor reputation，名聲不好。
• 可能由於這個原因，一些較新的物件導向程式語言如Java, C#乾脆不設多重繼承機制。
• 筆者建議使用多重繼承時，不要太過複雜。父親太多，層別太深不一定是好事。

註1:

• 此例只是「簡易流程」說明，演算法中有部分地方省略。
• 感謝Alex & Son Co.公司的PM Eric兄大力支援，協助修正此搜尋流程。