7.2 继承与特殊方法

前置：7.1 · 约 35 分钟 · 官方对应：继承、数据模型：特殊方法名称

目标

• 读懂继承、方法重写与 super()。
• 认识常用特殊方法（dunder）：__repr__、__str__、__eq__、__len__、__iter__、__getitem__、__call__、__bool__。
• 读懂 @property、@classmethod、@staticmethod。

核心概念

继承与 super()

Python · 可运行

class Block:
    def __init__(self, type):
        self.type = type

    def describe(self):
        return f"<{self.type}>"


class TextBlock(Block):                   # 括号中是父类
    def __init__(self, text):
        super().__init__("text")          # 调用父类的 __init__
        self.text = text

    def describe(self):                   # 重写父类方法
        return super().describe() + " " + self.text


class ToolUseBlock(Block):
    def __init__(self, id, name, input):
        super().__init__("tool_use")
        self.id, self.name, self.input = id, name, input


blocks = [TextBlock("你好"), ToolUseBlock("t1", "get_weather", {"city": "上海"})]
for b in blocks:
    print(b.describe(), isinstance(b, Block))
print(TextBlock.__mro__)                  # 方法解析顺序：查找方法时依次查找的类

读码技巧：看到 class X(Base):，X 中没定义的方法都去 Base（及其父类）中找，顺序见 X.__mro__。

特殊方法：让对象支持内置语法

特殊方法以双下划线开头和结尾，由 Python 在特定语法下自动调用：

语法	调用的特殊方法
repr(obj)、REPL 回显、容器中打印	__repr__
str(obj)、print(obj)、f-string	__str__（未定义时退回 __repr__）
a == b	__eq__
len(obj)	__len__
for x in obj	__iter__
obj[key]	__getitem__
obj(...)	__call__
if obj:	__bool__，没有则看 __len__
with obj:	__enter__ / __exit__（6.3）

Python · 可运行

class Conversation:
    def __init__(self):
        self.messages = []

    def add(self, role, content):
        self.messages.append({"role": role, "content": content})
        return self                           # 返回 self 以支持链式调用

    def __len__(self):
        return len(self.messages)

    def __iter__(self):
        return iter(self.messages)

    def __getitem__(self, index):
        return self.messages[index]

    def __repr__(self):
        return f"Conversation({len(self)} 条消息)"


conv = Conversation().add("user", "你好").add("assistant", "你好！")
print(conv, len(conv), bool(conv))
print(conv[-1]["content"])
for m in conv:
    print(m["role"])

__eq__ 与 __call__

Python · 可运行

class Money:
    def __init__(self, cents):
        self.cents = cents

    def __eq__(self, other):
        return isinstance(other, Money) and self.cents == other.cents

    def __repr__(self):
        return f"Money({self.cents})"


print(Money(100) == Money(100), Money(100) is Money(100))


class Multiplier:
    def __init__(self, k):
        self.k = k

    def __call__(self, x):                    # 实例可以像函数一样调用
        return x * self.k


double = Multiplier(2)
print(double(21), callable(double))

@property、@classmethod、@staticmethod

Python · 可运行

class Message:
    def __init__(self, role, content):
        self.role = role
        self.content = content

    @property
    def is_user(self):                 # 像属性一样访问，不加括号
        return self.role == "user"

    @classmethod
    def user(cls, content):            # 第一个参数是类本身：常用作“备选构造器”
        return cls("user", content)

    @staticmethod
    def valid_role(role):              # 不需要实例或类，只是放在类的命名空间里
        return role in ("user", "assistant")


m = Message.user("你好")
print(m.is_user, m.role, Message.valid_role("system"))

易错点

• 只定义 __eq__：实例会变为不可哈希（__hash__ 被设为 None），不能放进 set 或作为 dict 键；需要时同时定义 __hash__，或用 @dataclass(frozen=True)。
• 调用 property 时加括号：m.is_user() 抛 TypeError: 'bool' object is not callable。
• 子类 __init__ 忘记调用 super().__init__()：父类中设置的属性不存在，之后出现 AttributeError。
• __repr__ 返回非字符串：抛 TypeError。

Python · 可运行演示报错

class Base:
    def __init__(self):
        self.type = "base"

class Child(Base):
    def __init__(self):
        self.name = "child"        # 没有 super().__init__()

print(Child().type)

对照

概念	Python	JS	Java
继承	class B(A):	class B extends A	class B extends A
调用父类	super().f()	super.f()	super.f()
多继承	支持（MRO）	不支持（可 mixin）	仅接口
字符串表示	__repr__ / __str__	toString()	toString()
相等	__eq__	无（只有引用比较）	equals()
运算符重载	特殊方法	不支持	不支持
getter	@property	get x() {}	getX()

读代码

SDK 中的内容块通常是一组继承同一基类的模型类（示意，名称与 anthropic.types 一致）：

class TextBlock(BaseModel):
    type: Literal["text"]
    text: str

class ToolUseBlock(BaseModel):
    type: Literal["tool_use"]
    id: str
    name: str
    input: dict[str, object]

所以 minimal_agent.py 中：

• b.type == "text" 用来区分块的种类，再安全地访问只属于该种类的属性（b.text 或 block.name/block.input/block.id）。
• print(resp) 能显示清晰的内容，是因为模型基类实现了 __repr__。
• 自己写代码时，用 isinstance(b, ToolUseBlock) 或检查 b.type 都可以；SDK 示例普遍用 type 字段。

练习

练习 1：块的继承体系

实现 Block 基类（__init__(self, type) 保存 type；__repr__ 返回 f"{类名}(type={self.type!r})"，类名用 type(self).__name__ 获取）和子类 TextBlock(text)：调用 super().__init__("text") 并保存 text。

练习

class Block:
    def __init__(self, type):
        self.type = type

class TextBlock(Block):
    def __init__(self, text):
        self.text = text

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练习 2：让对象支持 len、索引与比较

实现 ToolRegistry：register(self, name, func) 注册工具；支持 len(reg)（工具数）、reg["name"]（取函数，不存在抛 KeyError）、"name" in reg（实现 __contains__）。

练习

class ToolRegistry:
    def __init__(self):
        self._tools = {}

    def register(self, name, func):
        self._tools[name] = func

快捷键：⌘/Ctrl + Enter 提交检查

小结

• 子类继承父类的方法，可重写；用 super() 调用父类实现，查找顺序看 __mro__。
• 特殊方法让对象支持内置语法：len()、[]、for、==、()、print。
• @property 像属性一样访问；@classmethod 常作备选构造器。

延伸阅读

• 继承（教程）
• 特殊方法名称
• property
• 方法解析顺序（MRO）说明