super()

今回は、Pythonのクラスでよく使われる super() について紹介する。

super() は一見単純に見えるが、実際には多重継承やMRO（Method Resolution Order）と密接に関わる複雑な仕組みを持っている。また、super は公式ドキュメントでは組み込み関数として挙げられているが、実際にはクラスである。

基本的な使い方

super() の基本的な機能は、継承関係にあるクラスで親クラスのメソッドを呼び出すことである。

class Arabic:
    def print_hello(self):
        print("مرحبًا")

class English(Arabic):
    def print_hello(self):
        print("hello")
        super().print_hello()

class Japanese(English):
    def print_hello(self):
        print("こんにちは")
        super().print_hello()

Japanese().print_hello()

こんにちは
hello
مرحبًا

super() により、継承元の親クラスのメソッドが順番に呼ばれていることが分かる。

また、この機能を使用して初期化でよく使われるパターンがある。

class Animal:
    def __init__(self, name, animal_type):
        self.name = name
        self.animal_type = animal_type

class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, animal_type, dog_type):
        super().__init__(name, animal_type)
        self.dog_type = dog_type

class Cat(Animal):
    def __init__(self, name, animal_type, cat_type):
        super().__init__(name, animal_type)
        self.cat_type = cat_type

dog = Dog("ポチ", "犬", "トイプードル")
cat = Cat("タマ", "猫", "スコティッシュフォールド")

print(dog.name, dog.animal_type, dog.dog_type)
print(cat.name, cat.animal_type, cat.cat_type)

ポチ 犬 トイプードル
タマ 猫 スコティッシュフォールド

MROを考慮した動作

super() が持つ機能として、MRO（Method Resolution Order）を考慮したメソッドアクセスが挙げられる。MROについて詳しくは、Classの多重継承とMROの記事で解説しているが、簡単に言うとPythonが多重継承時にメソッドを探す順序のことである。

では実際に、多重継承で super() がどのように動作するか確認してみる。

class A:
    def introduce(self):
        print("Class A")

class B(A):
    def introduce(self):
        print("Class B")
        super().introduce()

class C(A):
    def introduce(self):
        print("Class C")
        super().introduce()

class D(B, C): ...

D().introduce()
print("MRO:", [cls.__name__ for cls in D.mro()])

Class B
Class C
Class A
MRO: ['D', 'B', 'C', 'A', 'object']

これをよーく見てみると、Bクラスで super() が呼ばれているのにも関わらず、次にCクラスが呼ばれている。このことから、super() はただ単に親クラスを呼び出す訳ではなく、MROによって次に呼び出すクラスが決まっていることが分かる。

super()の省略形

今まではsuper()の引数に何も値を入れていないが、これは省略されている記法である。

正式な記法では以下のように書ける。

class A:
    def introduce(self):
        print("Class A")

class B(A):
    def introduce(self):
        print("Class B")
        super(B, self).introduce()  # 省略なしの記法

class C(A):
    def introduce(self):
        print("Class C")
        super(C, self).introduce()  # 省略なしの記法

class D(B, C): ...

D().introduce()

Class B
Class C
Class A

super()の引数

次に、super() の引数について詳しく見てみる。
以下のような複雑な継承構造を作成して実験してみよう。

class A:
    def introduce(self):
        print("Class A")

class B(A):
    def introduce(self):
        print("Class B")
        super().introduce()

class C(A):
    def introduce(self):
        print("Class C")
        super().introduce()

class D(B):
    def introduce(self):
        print("Class D")
        super().introduce()

class E(C):
    def introduce(self):
        print("Class E")
        super().introduce()

class F(D, E):
    def introduce(self):
        print("Class F")
        super().introduce()

print("FクラスのMRO:")
print(*[cls.__name__ for cls in F.mro()], sep=" -> ")

FクラスのMRO:
F -> D -> B -> E -> C -> A -> object

この継承構造で、super() の引数を変更して動作を確認してみる。

f = F()
print("--- super(F, f) ---")
super(F, f).introduce()
print("\n--- super(D, f) ---")
super(D, f).introduce()
print("\n--- super(E, f) ---")
super(E, f).introduce()

--- super(F, f) ---
Class D
Class B
Class E
Class C
Class A

--- super(D, f) ---
Class B
Class E
Class C
Class A

--- super(E, f) ---
Class C
Class A

この結果から、「第二引数のMROに基づいた順序を、第一引数の次の場所から始める」ということが分かる。

試しに他のパターンでも実行してみる。今度は第二引数を変更して試してみよう。

f = F()
d = D()
print("--- super(B, f) ---")
super(B, f).introduce()
print("\n--- super(B, d) ---")
super(B, d).introduce()

--- super(B, f) ---
Class E
Class C
Class A

--- super(B, d) ---
Class A

第二引数のMROに基づいていることが検証できた！

つまり、super(第一引数, 第二引数) は「第二引数のMROにおいて、第一引数の次に来るクラス」を返している！

参考

公式ドキュメント
https://docs.python.org/3/library/functions.html#super