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2025-10-05 11:23:33 +08:00

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`Genetic` 类技术文档

概述

Genetic 是一个用于实现属性遗传机制的基类，支持对象之间的父子关系建立，并允许子对象继承父对象的属性。该设计模拟了一种类似原型继承的机制，适用于需要层级化属性共享与继承的场景。

通过 __parent__ 和 __children__ 两个特殊属性维护对象间的树状结构，子对象在访问自身不存在的属性时，会自动向上追溯其父对象，直到根节点。

类定义

class Genetic:
    """
    A Base class for genetical objects,
    all the instances can inherit attributes from its parent.
    """

功能特点

支持动态属性继承（从父对象获取未定义的属性）
维护双向父子关系（父 → 子和子 → 父）
可构建多层对象继承树
易于扩展：其他类可继承 Genetic 获得遗传能力

属性说明

属性名	类型	描述
`__parent__`	`Genetic` 或 `None`	当前对象的父对象。初始为 `None`。
`__children__`	`List[Genetic]`	当前对象的所有子对象列表。初始为空列表。

⚠️ 注意：这两个属性是私有属性（双下划线命名），不应直接修改，应通过提供的方法管理。

方法说明

`init(self)`

初始化一个新的 Genetic 实例。

行为：

设置 self.__parent__ = None
初始化 self.__children__ = []

示例：

obj = Genetic()
print(obj.__parent__)   # 输出: None
print(obj.__children__) # 输出: []

`getattr(self, name)`

重写 Python 的属性访问机制。当尝试访问对象中不存在的属性时触发。

参数：

name (str)：要访问的属性名

返回值：

父对象中的对应属性值（递归查找）

异常：

若父链终止且仍未找到属性，则抛出 AttributeError

查找逻辑：

首先检查当前对象的 __dict__ 是否包含该属性
若无，且存在父对象，则递归调用 getattr(parent, name)
若无父对象仍找不到，抛出 AttributeError

✅ 提示：此机制实现了“属性冒泡”式继承。

示例：

parent = Genetic()
parent.x = 100

child = Genetic()
child.setParent(parent)

print(child.x)  # 输出: 100（从父继承）

`addChild(self, child)`

将指定对象添加为当前对象的一个子对象，并设置其父引用。

参数：

child (Genetic)：要添加的子对象实例

行为：

将 child 添加到 self.__children__ 列表
设置 child.__parent__ = self

注意事项：

不检查重复或类型，调用者需确保传入有效的 Genetic 子类实例
建立的是双向链接

`setParent(self, parent)`

设置当前对象的父对象，等价于让父对象执行 addChild(self)。

参数：

parent (Genetic)：希望设定为父的对象

行为：

调用 parent.addChild(self)
自动完成父子关系绑定

示例：

p = Genetic()
c = Genetic()
c.setParent(p)  # c 成为 p 的子对象

使用示例

以下是一个完整示例，展示如何使用 Genetic 构建四层对象树并进行属性继承：

if __name__ == '__main__':
    class A(Genetic):
        def __init__(self, a1, a2):
            Genetic.__init__(self)
            self.a1 = a1
            self.a2 = a2
        
    class B(Genetic):
        def __init__(self, b):
            Genetic.__init__(self)
            self.b = b

    # 创建对象
    gp = A(1, 2)    # 祖先
    p = B(3)        # 父
    c = A(4, 5)     # 子
    gc = B(6)       # 孙子

    # 建立遗传链：gp → p → c → gc
    gc.setParent(c)
    c.setParent(p)
    p.setParent(gp)

    # 测试属性继承
    print(gc.a1)  # 输出: 1 （从 gp 继承）
    print(gc.b)   # 输出: 3 （从 p 继承）
    print(c.a2)   # 输出: 2 （从 gp 继承）

结构图解

gp (A: a1=1, a2=2)
 └── p (B: b=3)
     └── c (A: a1=4, a2=5)
         └── gc (B: b=6)

尽管 gc 自身没有定义 a1，但由于继承链的存在，它可以通过 __getattr__ 向上查找直至 gp 获取 a1=1。

设计原理与适用场景

核心思想

原型式继承：类似于 JavaScript 的原型链，对象可以直接从另一个对象继承属性。
运行时动态继承：继承关系在实例化后仍可更改（如更换父对象）。
轻量级属性共享：避免冗余数据复制，适合配置传播、上下文传递等场景。

典型应用场景

配置系统：高层配置向下继承，低层可覆盖
UI 组件树：样式/主题继承
游戏开发：角色状态、技能树继承
DSL 或规则引擎：上下文环境逐层传递

注意事项与限制

项目	说明
❌ 循环引用风险	不应形成闭环（如 A→B→A），否则 `__getattr__` 可能导致无限递归
⚠️ 属性覆盖逻辑	当前仅支持“向上查找”，不支持同名属性优先级控制（即无法区分是否显式定义）
📦 私有属性限制	双下划线属性（如 `__x`）会被 Python 名称改写，可能导致继承失效
🔁 多重继承不支持	当前模型仅为单亲继承，不处理多个父对象的情况

扩展建议

添加 hasattr_recursive() 方法判断属性是否可继承
实现 removeChild() / clearParent() 来解除关系
增加事件通知机制（如 on_parent_changed）
支持只读继承或深拷贝模式

总结

Genetic 类提供了一个简洁而强大的对象属性继承框架，利用 Python 的 __getattr__ 魔法方法和父子引用机制，实现了灵活的运行时属性共享。适合作为基础组件集成进需要层次化数据管理的系统中。

💡 “不是所有对象都需要基因，但一旦拥有，传承便有了意义。”

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概述

类定义