Python3多重继承排序原理（C3算法）

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参考：https://www.jianshu.com/p/c9a0b055947b

https://xubiubiu.com/2019/06/10/python-%E6%96%B9%E6%B3%95%E8%A7%A3%E6%9E%90%E9%A1%BA%E5%BA%8Fmro-c3%E7%AE%97%E6%B3%95/

类C的线性化记忆为L[C]=[C1,C2,...Cn]，其中C1称为L[C]的头，其余元素[C2,...Cn]称为尾。如果一个类C继承自基类B1,B2,...，B那么L[C]的计算过程为

#类object为最高父类，所有类都继承object
L[objicet]=[object]
L[C(B1,B2,...Bn)]=[C]+merge(L[B1],L[B2],[B1,B2,...Bn])

merge是将一组列表输出为一个列表，其过程为

1，检查第一个列表的头元素，记做H
2，如果H是后续序列的第一个元素，或者不在后续序列中再次出现，则将其输出，并将其从所有列表中删除，如果不符合跳过此元素，查找下一个列表的第一个元素，然后回到步骤1
3，重复上述步骤，直至列表为空或者不能再找出可以输出的元素。

举例说明

>>> class A(object):
... pass
...
>>> class B(object):
... pass
...
>>> class C(A,B):
... pass

首先object,A,B的线性化结果比较简单

L[object]=[object]
L[A]=[A,object]
L[B]=[B,object]

python内置变量__mro__存储了

>>> object.__mro__
(<class 'object'>,)
>>> A.__mro__
(<class '__main__.A'>, <class 'object'>)
>>> B.__mro__
(<class '__main__.B'>, <class 'object'>)

需要计算出L[C]

L[C]=[C]+merge(L[A],L[B],[A,B])
=[C]+mergr([A,object],[B,object],[A,B])
#取得的第一个元素是A，是序列[A,B]的第一个元素所以输出A并且将A从所有列表中删除
=[C,A]+merge([object],[B,object],[B])
#取得的元素为object不满足条件，object是序列[B,object]的最后一个元素，跳过取到元素为B，满足条件，将B输出并从所有列表删除B
=[C,A,B]+merge([object],[object])
#最后的结果
=[C,A,B,object]

使用__mro__验证计算结果正确

>>> C.__mro__
(<class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.B'>, <class 'object'>)

一个复杂的例子

class B(object): passclass C(object): passclass D(A,C): passclass E(B,C): passclass F(D,E): pass

计算过程

L[F] = [F] + merge(L[D], L[E], [D, E])
= [F] + merge([D, A, C, object], [E, B, C, object], [D, E])
= [F, D] + merge([A, C, object], [E, B, C, object], [E])
= [F, D, A] + merge([C, object], [E, B, C, object], [E])
= [F, D, A, E] + merge([C, object], [B, C, object])
= [F, D, A, E, B] + merge([C, object], [C, object])
= [F, D, A, E, B, C, object]

验证计算结果

(<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.A'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class 'object'>)

以上算法虽然可以计算出继承顺序，但是不直观，可以使用图示拓扑顺序进行推导

什么是拓扑顺序

在图论中，拓扑顺序(Topological Storting)是一个有向无环图（DAG,Directed Acyclic Graph）的所有定点的线性序列。且该序列必须满足一下两个条件

1，每个顶点出现且只出现一次

2，若存在一条从顶点A到顶点B的路径，那么在序列中顶点A出现在顶点B的前面

看下图