Python多继承MRO顺序解析（C3算法详解）

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Python多继承MRO严格按C3线性化算法计算，需满足子类优先、父类MRO顺序保留、无头元素冲突三原则；手动计算分四步：写初始列表、合并父类MRO、依规则选合法head、验证结果。

Python 多继承的 MRO（Method Resolution Order）顺序不是靠猜，也不是靠画继承图“感觉”出来的，而是严格按 C3 线性化算法 计算得出的。只要你掌握 C3 的三条规则和合并步骤，就能手动推出来，不需要运行 Python。

理解 C3 的核心思想：合并 + 保持局部优先级

C3 的目标是为每个类生成一个**线性化的父类序列**（即 MRO 列表），它必须同时满足：

• 子类永远在父类前面（比如 A(B, C) 中，A 必须排在 B 和 C 前面）
• 各父类的 MRO 顺序必须被保留（比如 B 的 MRO 是 [B, D, object]，那在最终结果里 D 就必须紧跟在 B 后面，且都在 object 前）
• 不能出现非法的“头元素冲突”（后面合并步骤会体现）

手动计算 MRO 的四步法（以 A(B, C) 为例）

假设我们有：

class D: pass
class E: pass
class B(D): pass
class C(E): pass
class A(B, C): pass

我们要算 A.mro()，即 A 的线性化序列。

第 1 步：写出每个类的“初始列表”

• D → [D, object]
• E → [E, object]
• B → [B] + merge(B 的父类 MRO) = [B] + merge([D, object]) = [B, D, object]
• C → [C] + merge([E, object]) = [C, E, object]
• A → [A] + merge( [B, D, object], [C, E, object] ) ← 关键：合并两个父类的 MRO

第 2 步：执行 merge（C3 合并规则）

合并多个列表 L₁, L₂, …，规则是：

• 取所有列表的首元素（head），看哪个 head 在其他所有列表中都不作为尾部（tail）出现
• 这个 head 就是当前合并结果的下一个元素
• 把所有含该 head 的列表删掉它的 head，继续合并剩余部分
• 如果找不到合法 head → 冲突，C3 失败（Python 会报 TypeError: Cannot create a consistent method resolution order）

现在合并：merge([B, D, object], [C, E, object])

• heads = {B, C}；tails = 所有列表去掉 head 后的剩余部分 → [D, object] 和 [E, object]
• B 是否在任一 tail 中？[E, object] 里没有 B → OK；C 是否在 [D, object] 里？也没有 → 两个都“候选”
• 但 C3 要求按参数顺序优先选左边的合法 head，所以先试 B
• B 合法 → 输出 B，删掉 B：剩下 merge([D, object], [C, E, object])
• 现在 heads = {D, C}；tails = [object] 和 [E, object]
• D 在 [E, object] 里吗？不在 → D 合法 → 输出 D，删掉 D：剩下 merge([object], [C, E, object])
• heads = {object, C}；tails = [] 和 [E, object]
• C 在 [] 里？不在；在 [E, object] 里？也不在 → C 合法 → 输出 C
• 删 C：剩下 merge([object], [E, object])
• heads = {object, E}；tails = [] 和 [object]
• E 在 [] 或 [object] 里？都不在 → E 合法 → 输出 E
• 删 E：剩下 merge([object], [object]) → 输出 object

最终合并结果：[B, D, C, E, object]，再加 A 自己 → A.mro() = [A, B, D, C, E, object]

常见易错点和验证技巧

手动算容易出错的地方：

• 忘了把 class 自己放最前面：MRO 总是以本类开头，比如 A 的 MRO 一定是 [A, ...]
• 合并时误删整个列表，而不是只删 head：每次只移除一个 head，其余 tail 保留
• 忽略“object 必须在最后”的隐含约束：所有类最终都继承自 object，所以它一定出现在 MRO 末尾（除非你用旧式类，但 Python 3 没有）
• 遇到菱形继承要特别小心：比如 A(B, C), B(D), C(D)，这时 merge([B, D, object], [C, D, object]) 中，D 在两个 tail 里都出现（第二个列表的 tail 是 [D, object]），但第一个列表 head 是 B，B 不在任何 tail → 先输出 B；之后 merge([D, object], [C, D, object])，heads = {D, C}，D 出现在第二个 tail 中 → D 不合法；C 不在 [D, object] 中 → C 合法 → 输出 C；继续下去可得 [A, B, C, D, object]

快速验证：用 Python 一行确认

算完后，直接在 Python 里跑：

print(A.__mro__)  # 或 A.mro()

输出元组就是最终答案，和你手算的一致，说明没出错。

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