Python中的面向接口編程示例詳解
前言
”面向接口編程“寫 Java 的朋友耳朵已經(jīng)可以聽出干繭了吧,當(dāng)然這個(gè)思想在 Java 中非常重要,甚至幾乎所有的編程語言都需要,畢竟程序具有良好的擴(kuò)展性、維護(hù)性誰都不能拒絕。
最近無意間看到了我剛開始寫 Python 時(shí)的部分代碼,當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的需求有個(gè)很明顯的特點(diǎn):
- 不同對(duì)象具有公共的行為能力,但具體每個(gè)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)方式又各不相同。
說人話就是商戶需要接入平臺(tái),接入的步驟相同,但具體實(shí)現(xiàn)不同。
作為一個(gè)”資深“ Javaer,需求還沒看完我就洋洋灑灑的把各個(gè)實(shí)現(xiàn)類寫好了:
當(dāng)然最終也順利實(shí)現(xiàn)需求,甚至把組里一個(gè)沒寫過 Java 的大哥唬的一愣一愣的,直呼牛。
不過事后也給我吐槽:
- 你這設(shè)計(jì)是不錯(cuò),但是感覺好復(fù)雜,跟代碼時(shí)要找到真正的業(yè)務(wù)邏輯(實(shí)現(xiàn)類)得繞幾圈。
截止目前 Python 寫多了,我總算是能總結(jié)他的感受:就是不夠 Pythonic。
雖說 Python 沒有類似 Java 這樣的 Interface 特性,但作為面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言也是支持繼承的;
在這里我們也可以利用繼承的特性來實(shí)現(xiàn)面向接口編程:
class Car: def run(self): pass class Benz(Car): def run(self): print("benz run") class BMW(Car): def run(self): print("bwm run") def run(car): car.run() if __name__ == "__main__": benz = Benz() bmw = BMW() run(benz) run(bmw)
代碼非常簡單,在 Python 中也沒有類似于 Java 中的 extends 關(guān)鍵字,只需要在類聲明末尾用括號(hào)包含基類即可。
這樣在每個(gè)子類中就能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯,方便擴(kuò)展和維護(hù)。
類型檢查
由于 Python 作為一個(gè)動(dòng)態(tài)類型語言,無法做到 Java 那樣在編譯期間校驗(yàn)一個(gè)類是否完全實(shí)現(xiàn)了某個(gè)接口的所有方法。
為此 Python 提供了解決辦法,那就是 abc(Abstract Base Classes) ,當(dāng)我們將基類用 abc 聲明時(shí)就能近似做到:
import abc class Car(abc.ABC): @abc.abstractmethod def run(self): pass class Benz(Car): def run(self): print("benz run") class BMW(Car): pass def run(car): car.run() if __name__ == "__main__": benz = Benz() bmw = BMW() run(benz) run(bmw)
一旦有類沒有實(shí)現(xiàn)方法時(shí),運(yùn)行期間便會(huì)拋出異常:
bmw = BMW()
TypeError: Can't instantiate abstract class BMW with abstract methods run
雖然無法做到在運(yùn)行之前(畢竟不需要編譯)進(jìn)行校驗(yàn),但有總比沒有好。
鴨子類型
以上兩種方式看似已經(jīng)畢竟優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)面向接口編程了,但實(shí)際上也不夠 Pythonic。
在繼續(xù)之前我們先聊聊接口的本質(zhì)到底是什么?
在 Java 這類靜態(tài)語言中面向接口編程是比較麻煩的,也就是我們常說的子類向父類轉(zhuǎn)型,因此需要編寫額外的代碼。
帶來的好處也是顯而易見,只需要父類便可運(yùn)行。
但我們也不必過于執(zhí)著于接口,它本身只是一個(gè)協(xié)議、規(guī)范,并不特指 Java 中的 Interface,甚至有些語言壓根沒有這個(gè)關(guān)鍵字。
動(dòng)態(tài)語言的特性也不需要強(qiáng)制校驗(yàn)是否實(shí)現(xiàn)了方法。
在 Python 中我們可以利用鴨子類型來優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)面向接口編程。
在這之前先了解下鴨子類型,借用維基百科的說法:
- “當(dāng)看到一只鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子,那么這只鳥就可以被稱為鴨子。”
我用大白話翻譯下就是:
即便兩個(gè)完全不想干的類,如果他們都實(shí)現(xiàn)了相同的方法,那就可以把他們當(dāng)做同一類型的類來使用。
舉個(gè)簡單例子:
class Order: def create(self): pass class User: def create(self): pass def create(obj): obj.create() if __name__ == "__main__": order = Order() user = User() create(order) create(user)
這里的 order 和 user 本身完全沒有關(guān)系,只是他們都有相同方法,又得益于動(dòng)態(tài)語言沒法校驗(yàn)類型的特點(diǎn),所以完全可以在運(yùn)行的時(shí)候認(rèn)為他們是同一種類型。
因此基于鴨子類型,之前的代碼我們可以稍作簡化:
class Car: def run(self): pass class Benz: def run(self): print("benz run") class BMW: def run(self): print("bwm run") def run(car): car.run() if __name__ == "__main__": benz = Benz() bmw = BMW() run(benz) run(bmw)
因?yàn)樵邙喿宇愋椭形覀冊谝獾氖撬男袨?,而不是他們的類型;所以完全可以不用繼承便可以實(shí)現(xiàn)面向接口編程。
總結(jié)
我覺得平時(shí)沒有接觸過動(dòng)態(tài)類型語言的朋友,在了解完這些之后會(huì)發(fā)現(xiàn)新大陸,就像是 Python 老手第一次使用 Java 時(shí);雖然覺得語法啰嗦,但也會(huì)羨慕它的類型檢查、參數(shù)驗(yàn)證這類特點(diǎn)。
動(dòng)靜語言之爭這里不做討論了,各有各的好,鞋好不好穿只有自己知道。
隨便提一下其實(shí)不止動(dòng)態(tài)語言具備鴨子類型,有些靜態(tài)語言也能玩這個(gè)騷操作,感興趣下次再介紹。
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