Nauč se Python > Kurzy > Začátečnický kurz Pyladies > Třídy > Dědičnost

Dědičnost

Minule jsme probraly třídy – jako příklad jsme si ukázaly třídu pro koťátka:

class Kotatko:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi chutná!".format(self.jmeno, jidlo))

    def zamnoukej(self):
        print("{}: Mňau!".format(self.jmeno))

Zkus si udělat podobnou třídu pro štěňátka:

class Stenatko:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi chutná!".format(self.jmeno, jidlo))

    def zastekej(self):
        print("{}: Haf!".format(self.jmeno))

Většina kódu je stejná! Kdybys měla napsat i třídu pro kuřátka, kůzlátka, slůňátka a háďátka, bez Ctrl+C by to bylo docela nudné. A protože jsou programátoři líní psát stejný kód několikrát (a hlavně ho potom udržovat), vymysleli mechanismus, jak se toho vyvarovat. Jak?

Koťátka i štěňátka jsou zvířátka. Můžeš si vytvořit třídu společnou pro všechna zvířátka a do ní napsat všechno, co je společné. Ve třídách pro jednotlivé druhy zvířat pak zbude jen to, co se liší. V Pythonu se to dělá takto:

class Zviratko:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi chutná!".format(self.jmeno, jidlo))


class Kotatko(Zviratko):
    def zamnoukej(self):
        print("{}: Mňau!".format(self.jmeno))


class Stenatko(Zviratko):
    def zastekej(self):
        print("{}: Haf!".format(self.jmeno))


micka = Kotatko('Micka')
azorek = Stenatko('Azorek')
micka.zamnoukej()
azorek.zastekej()
micka.snez('myš')
azorek.snez('kost')

Jak to funguje? Příkazem class Kotatko(Zviratko): říkáš Pythonu, že třída Kotatko dědí ze třídy Zviratko (angl. inherits from Zviratko). Případně se můžeš setkat s jinými termíny: „je odvozená” ze třídy Zviratko, (angl. derived from), nebo ji “rozšiřuje” (angl. extends). A když už jsme u terminologie, odvozeným třídám se říká taky podtřídy (angl. subclasses) a Zviratko je tu nadtřída (angl. superclass).

Když potom Python hledá nějakou metodu (nebo jiný atribut), třeba micka.snez, a nenajde ji přímo ve třídě daného objektu (u nás Kotatko), podívá se do nadtřídy. Takže všechno, co je definované pro Zviratko, platí i pro koťátka. Pokud to tedy výslovně nezměníš.

Přepisování metod a super()

Když se ti nebude líbit chování některé metody v nadtřídě, stačí dát metodu stejného jména do podtřídy:

class Kotatko(Zviratko):
    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi vůbec nechutná!".format(self.jmeno, jidlo))


micka = Kotatko('Micka')
micka.snez('granule')

Je to podobné jako když jsme minule přepisovaly atribut pomocí micka.zamnoukej = 12345. Python atributy hledá napřed na samotném objektu, potom na třídě toho objektu a pak na nadtřídě (a případně dalších nadtřídách té nadtřídy).

Občas se může stát, že v takovéto přepsané metodě budeš potřebovat použít původní funkčnost, jen budeš chtít udělat ještě něco navíc. To umí zařídit speciální funkce super(), která umožňuje volat metody z nadtřídy. Třeba takhle:

class Kotatko(Zviratko):
    def snez(self, jidlo):
        print("({} na {} chvíli fascinovaně kouká)".format(self.jmeno, jidlo))
        super().snez(jidlo)


micka = Kotatko('Micka')
micka.snez('granule')

Pozor na to, že takhle volané metodě musíš dát všechny argumenty, které potřebuje (kromě self, který se jako obvykle doplní automaticky). Toho se dá i využít – můžeš použít i jiné argumenty než dostala původní funkce:

class Hadatko(Zviratko):
    def __init__(self, jmeno):
        jmeno = jmeno.replace('s', 'sss')
        jmeno = jmeno.replace('S', 'Sss')
        super().__init__(jmeno)


standa = Hadatko('Stanislav')
standa.snez('myš')

Jak je vidět, super() se dá bez problémů kombinovat se speciálními metodami jako __init__. Dokonce se to dělá poměrně často!

Polymorfismus

Programátoři nezavedli dědičnost jen proto, že jsou líní a nechtějí psát dvakrát stejný kód. To je sice dobrý důvod, ale nadtřídy mají ještě jednu důležitou vlastnost: když víme, že každé Kotatko nebo Stenatko nebo jakákoli jiná podtřída je zvířátko, můžeme si udělat seznam zvířátek s tím, že nám pak bude jedno, jaká přesně zvířátka to jsou:

class Zviratko:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi chutná!".format(self.jmeno, jidlo))


class Kotatko(Zviratko):
    def zamnoukej(self):
        print("{}: Mňau!".format(self.jmeno))


class Stenatko(Zviratko):
    def zastekej(self):
        print("{}: Haf!".format(self.jmeno))

zviratka = [Kotatko('Micka'), Stenatko('Azorek')]

for zviratko in zviratka:
    zviratko.snez('flákota')

Tohle je docela důležitá vlastnost podtříd: když máš nějaké Kotatko, můžeš ho použít kdekoliv kde program očekává Zviratko, protože každé koťátko je zvířátko.

Tohle je docela dobrá pomůcka pro případy, kdy nebudeš vědět kterou třídu podědit z které. Každé koťátko nebo štěňátko je zvířátko, každá chata nebo panelák je stavení. V takových případech dává dědičnost smysl.

Někdy se ale stane, že tuhle pomůcku zkusíš použít a vyjde ti nesmysl jako „každé auto je volant”. V takovém případě dědičnost nepoužívej. I když jak auto tak volant se dají „otočit doprava”, u každého to znamená něco jiného – a určitě nejde auto použít kdekoli, kde bych chtěla použít volant. Takže v tomto případě je lepší si říct „každé auto volant”, stejně jako „každé kotě jméno”, udělat dvě nezávislé třídy a napsat něco jako:

class Auto:
    def __init__(self):
        self.volant = Volant()

(A až bude někdy nějaký vystudovaný informatik nespokojený s tím, že porušuješ Liskovové substituční princip, jde o právě tento problém.)

Generalizace

Když se teď podíváš na funkce zamnoukej a zastekej, možná tě napadne, že by se daly pojmenovat lépe, aby se daly použít pro všechna zvířata, podobně jako snez. Bude nejlepší je přejmenovat:

class Zviratko:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def snez(self, jidlo):
        print("{}: {} mi chutná!".format(self.jmeno, jidlo))


class Kotatko(Zviratko):
    def udelej_zvuk(self):
        print("{}: Mňau!".format(self.jmeno))


class Stenatko(Zviratko):
    def udelej_zvuk(self):
        print("{}: Haf!".format(self.jmeno))


zviratka = [Kotatko('Micka'), Stenatko('Azorek')]

for zviratko in zviratka:
    zviratko.udelej_zvuk()
    zviratko.snez('flákota')

Jak tenhle příklad naznačuje, psát nadtřídy, ze kterých se dobře dědí, není jednoduché. Zvlášť to platí kdyby se z nich mělo dědit v jiném programu, než kde je nadtřída. I z toho důvodu je dobré dědičnost používat hlavně v rámci svého kódu: nedoporučuji dědit od tříd, které napsali ostatní (jako bool nebo pyglet.sprite.Sprite), pokud autor nadtřídy výslovně nezmíní, že (a jak) se z ní dědit má.

A to je zatím o třídách vše. Už toho víš dost na to, aby sis napsala vlastní zoo :)

Nebo hru?


Toto je stránka lekce z kurzu, který probíhá nebo proběhl naživo s instruktorem. Přejít na stejnou lekci v kurzu pro samouky.