Python 提供了完整的面向对象编程能力，将面向对象编程思想带到实际项目，可极大提高开发效率。因此，面向对象编程也是 Python 面试中必问的重要话题。
想要在 Python 项目中应用面向对象编程技术，除了掌握基本的理论概念外，还要理解 Python 对象模型、 类机制、继承与属性查找的关系、描述符以及元类等诸多知识。这些都是面试中经常考察的关键知识点。
本节精选若干典型面试题，以此抛砖引玉。
❓ 如何理解面向对象编程中的方法重写( overriding )和重载( overloading )？
请结合 Python 或其他编程语言进行说明。
方法重写 ( overriding )是指在子类中重新实现已在父类中定义的方法。
在面向对象编程语言中，子类可以继承父类中的方法，而无须重新编写相同的方法。但有时子类并不想原封不动地继承父类所有功能，想对父类中的某些方法进行修改，这就需要采用方法重写特性。方法重写不能发生在同一个类中，只能发生在子类中。
这是一个最简单的方法重写实例：
class Dog:
def eat(self):
print('yummy!')
def yelp(self):
print('woof!')
class Sleuth(Dog):
def yelp(self):
print('WOOF! WOOF! WOOF!')
Dog 是一个普通狗类，实现了 eat 和 yelp 方法。猎犬 Sleuth 继承于 Dog 类，因此继承了父类的 eat 方法。注意到，我们对 yelp 方法进行 重写 ，以连续三个大写的 WOOF 突出猎犬铿锵有力的吠声。
这样一来，Sleuth 类继承了 Dog 中的 eat 方法，但自己的 yelp 方法覆盖了 Dog 中的相关定义：
>>> sleuth = Sleuth()
>>> sleuth.eat()
yummy!
>>> sleuth.yelp()
WOOF! WOOF! WOOF!
重载 ( overloading )既可发生在同一个类的方法之间，一般称作方法重载；亦可发生在普通函数间，一般称作函数重载。这个特性允许开发人员定义名字相同，但输入参数不同的类方法或者普通函数，即同名方法/函数的不同版本。
当程序调用重载方法或函数时，编译器将根据 参数个数 及 参数类型 ，自动绑定正确的版本。由于方法/函数绑定时涉及类型检查，因此一般只有静态类型编程语言才支持重载特性。
Python 是一种动态类型编程语言，不支持方法重载，我们举一个简单的 C++ 程序作为例子：
#include <iostream>
using namespace std;
void print(int i) {
cout << " Here is int " << i << endl;
}
void print(double f) {
cout << " Here is float " << f << endl;
}
void print(char const *c) {
cout << " Here is char* " << c << endl;
}
int main() {
print(10);
print(10.10);
print("ten");
return 0;
}
程序定义了 print 函数，分为 3 个不同版本，分别以整型、双精度浮点以及常字符串为参数。main 函数中调用 print 函数时，编译器将根据参数类型，自动选择正确的 print 函数版本。以 print(10) 为例，由于参数 10 是一个整数，编译器可以据此推导出 void print(int i) 版本。
❓ Python 支持多继承吗？试说明多继承场景下实例对象类属性查找顺序？
Python 支持多继承，只需将基类按顺序逐一声明即可：
class Child(Base1, Base2):
pass
当子类实例对象查找某个类属性时，先在子类 Child 中查找，再按定义顺序到基类中逐个中查找。如果基类也继承于其他类的基类，Python 将沿着继承链逐级回溯，最终来到 object 。
类属性查找顺序决定程序的行为，不可不察，特别是在复杂多继承场景下。实际上，Python 类属性查找顺序是一个特殊的拓扑排序。这个拓扑排序首先是深度优先的，其次需要确保多继承基类按照定义的顺序查找。
接下来，我们构造一个多继承关系网，考察决定属性查找顺序的重要因素，例子如下：
class A: pass
class B: pass
class C(A): pass
class D(C): pass
class E(B, A): pass
class F(D, E): pass
例子涉及各个类的继承关系图如下：
子类总比父类先被搜索，因此必须满足以下关系，拓扑排序即可胜任：
F 先于 D ； F 先于 E ； D 先于 C ； C 先于 A ； A 先于 object ； E 先于 A ； E 先于 B ； B 先于 object ；
而根据多继承基类列表顺序，必须保证：
B 先于 A ； D 先于 E ；
因此，F 最先被搜索，接着是 D ，然后按照深度优先的原则来到 C ；由于 B 先于 A ，不能接着搜索 A ；这时只能先搜索 E 分支，然后是 B ，再到 A ；A 和 B 皆搜索过后才能搜索 object 。因此，完整的搜索顺序是这样的：
F -> D -> C -> E -> B -> A -> object
Python 完成类对象初始化后，通过 C3 算法计算类属性搜索顺序，并将其保存在 __mro__ 属性中。我们可以据此确认推理结果：
>>> F.__mro__
(<class '__main__.F'>, <class '__main__.D'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.E'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
如果规则前后矛盾，Python 将抛 TypeError 异常。这是一个典型的例子：
class A: pass
class B: pass
class C(A, B): pass
class D(B, A): pass
class F(C, D): pass
对于 F 类，基类 C 要求 A 先于 B 被搜索，而基类 D 要求 B 先于 A 被搜索，前后矛盾：
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases A, B
由于多继承存在一定的歧义性，实际项目开发一般不鼓励复杂的多继承关系。如果多继承不可避免，则需要严谨确认类属性搜索顺序。最好查看 __mro__ 属性确认顺序符合预期，切勿想当然。
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