Kế thừa trong Python

Kế thừa là tạo một class mới dựa trên class có sẵn. Class con nhận hết thuộc tính và method của class cha, rồi thêm hoặc đổi những gì nó cần. Slime, cung thủ, boss đều là quái: cùng có tên, máu, nhận sát thương. Viết phần chung một lần ở class Enemy, mỗi loại quái chỉ viết phần khác biệt.

Vấn đề: chép code giữa các class

Không có kế thừa, mỗi loại quái là một class riêng và phải chép lại __init__, take_damage, is_alive. Lỡ sửa công thức nhận sát thương ở class này mà quên class kia, hai loại quái sẽ chạy khác nhau mà không ai để ý.

Tạo class con

Viết tên class cha trong ngoặc sau tên class con:

class Enemy:
    def __init__(self, name, hp):
        self.name = name
        self.hp = hp

    def take_damage(self, amount):
        self.hp = max(self.hp - amount, 0)

    def attack(self):
        return f"{self.name} cắn một phát"


class Slime(Enemy):
    pass


slime = Slime("Slime xanh", 30)
slime.take_damage(10)
print(slime.hp)        # 20
print(slime.attack())  # Slime xanh cắn một phát

Slime không viết gì thêm (pass nghĩa là "không làm gì", để khối lệnh không bị rỗng), vẫn dùng được __init__, take_damage, attack của Enemy.

Override: đổi hành vi

Class con viết lại một method trùng tên với class cha thì dùng bản của class con. Việc này gọi là override.

class Archer(Enemy):
    def attack(self):
        return f"{self.name} bắn một mũi tên"


archer = Archer("Cung thủ Goblin", 40)
print(archer.attack())  # Cung thủ Goblin bắn một mũi tên

Khi gọi archer.attack(), Python tìm attack trong Archer trước. Có thì dùng, không có mới lên tìm trong Enemy.

Cái hay là code gọi không cần biết đang gặp loại quái nào:

wave = [Slime("Slime", 30), Archer("Cung thủ", 40)]
for enemy in wave:
    print(enemy.attack())
# Slime cắn một phát
# Cung thủ bắn một mũi tên

super(): gọi lại class cha

Boss cần thêm thuộc tính phase. Người mới hay viết lại __init__ của class con và quên phần của class cha:

class Boss(Enemy):
    def __init__(self, name, hp):
        self.phase = 1

boss = Boss("Rồng lửa", 5000)
print(boss.hp)
# AttributeError: 'Boss' object has no attribute 'hp'

__init__ của Boss đã thay hẳn __init__ của Enemy, nên self.name và self.hp không bao giờ được gán.

Lỗi hay gặp: override __init__ mà quên gọi super().__init__(...). Kết quả là AttributeError khi đụng tới thuộc tính của class cha.

Cách đúng là gọi super().__init__ để class cha làm phần của nó, rồi mới thêm phần riêng:

class Boss(Enemy):
    def __init__(self, name, hp, phase_hp):
        super().__init__(name, hp)
        self.phase = 1
        self.phase_hp = phase_hp

    def take_damage(self, amount):
        super().take_damage(amount)
        if self.phase == 1 and self.hp <= self.phase_hp:
            self.phase = 2
            print(f"{self.name} nổi giận! Sang phase 2")

    def attack(self):
        if self.phase == 2:
            return f"{self.name} phun lửa khắp sân"
        return super().attack()


boss = Boss("Rồng lửa", 500, phase_hp=200)
print(boss.attack())   # Rồng lửa cắn một phát
boss.take_damage(350)  # Rồng lửa nổi giận! Sang phase 2
print(boss.hp)         # 150
print(boss.attack())   # Rồng lửa phun lửa khắp sân

super() dùng được trong mọi method chứ không riêng __init__. Ở take_damage, Boss để class cha trừ máu như bình thường, rồi thêm việc kiểm tra đổi phase. Ở attack, phase 1 thì dùng lại đòn của class cha.

Kiểm tra loại object

isinstance(object, Class) hỏi object có thuộc class đó không, tính cả class cha:

print(isinstance(boss, Boss))    # True
print(isinstance(boss, Enemy))   # True
print(isinstance(slime, Boss))   # False

Boss là một Enemy, nhưng Slime không phải Boss. Dùng khi cần xử lý riêng một loại, ví dụ chỉ boss mới hiện thanh máu lớn trên đầu màn hình.

Khi nào dùng kế thừa

Dùng khi quan hệ đọc được thành câu "X là một Y": Boss là một Enemy, Archer là một Enemy. Nếu câu là "X có một Y" (Player có một Weapon) thì không kế thừa, mà cho Player giữ một object Weapon làm thuộc tính.

Đừng xây cây kế thừa quá sâu. Hai tầng như Enemy rồi Boss là dễ theo dõi. Năm sáu tầng thì mỗi lần sửa phải lần ngược lên từng class cha.

Bài tập

Viết class Healer kế thừa Enemy, thêm thuộc tính heal_power (mặc định 15). Override attack để trả về câu kiểu "Pháp sư hồi 15 máu cho đồng đội". Tạo một Healer và in đòn của nó.

class Enemy:
    def __init__(self, name, hp):
        self.name = name
        self.hp = hp

    def attack(self):
        return f"{self.name} cắn một phát"


class Healer(Enemy):
    def __init__(self, name, hp, heal_power=15):
        super().__init__(name, hp)
        self.heal_power = heal_power

    def attack(self):
        return f"{self.name} hồi {self.heal_power} máu cho đồng đội"


healer = Healer("Pháp sư", 45)
print(healer.hp)        # 45
print(healer.attack())  # Pháp sư hồi 15 máu cho đồng đội