前言
”面向接口编程“
写 Java
的朋友耳朵已经可以听出干茧了吧,当然这个思想在 Java
中非常重要,甚至几乎所有的编程语言都需要,毕竟程序具有良好的扩展性、维护性谁都不能拒绝。
最近无意间看到了我刚开始写 Python
时的部分代码,当时实现的需求有个很明显的特点:
- 不同对象具有公共的行为能力,但具体每个对象的实现方式又各不相同。
说人话就是商户需要接入平台,接入的步骤相同,但具体实现不同。
作为一个”资深“ Javaer
,需求还没看完我就洋洋洒洒的把各个实现类写好了:
当然最终也顺利实现需求,甚至把组里一个没写过 Java
的大哥唬的一愣一愣的,直呼牛逼。
不过事后也给我吐槽:
- 你这设计是不错,但是感觉好复杂,跟代码时要找到真正的业务逻辑(实现类)得绕几圈。
截止目前 Python
写多了,我总算是能总结他的感受:就是不够 Pythonic
。
虽说 Python
没有类似 Java
这样的 Interface
特性,但作为面向对象的高级语言也是支持继承的;
在这里我们也可以利用继承的特性来实现面向接口编程:
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)
代码非常简单,在 Python
中也没有类似于 Java
中的 extends
关键字,只需要在类声明末尾用括号包含基类即可。
这样在每个子类中就能单独实现业务逻辑,方便扩展和维护。
类型检查
由于 Python
作为一个动态类型语言,无法做到 Java
那样在编译期间校验一个类是否完全实现了某个接口的所有方法。
为此 Python
提供了解决办法,那就是 abc(Abstract Base Classes)
,当我们将基类用 abc
声明时就能近似做到:
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)
一旦有类没有实现方法时,运行期间便会抛出异常:
bmw = BMW()
TypeError: Can't instantiate abstract class BMW with abstract methods run
虽然无法做到在运行之前(毕竟不需要编译)进行校验,但有总比没有好。
鸭子类型
以上两种方式看似已经毕竟优雅的实现面向接口编程了,但实际上也不够 Pythonic
。
在继续之前我们先聊聊接口
的本质到底是什么?
在 Java
这类静态语言中面向接口编程是比较麻烦的,也就是我们常说的子类向父类转型,因此需要编写额外的代码。
带来的好处也是显而易见,只需要父类便可运行。
但我们也不必过于执着于接口,它本身只是一个协议、规范,并不特指 Java
中的 Interface
,甚至有些语言压根没有这个关键字。
动态语言的特性也不需要强制校验是否实现了方法。
在 Python
中我们可以利用鸭子类型来优雅的实现面向接口编程。
在这之前先了解下鸭子类型,借用维基百科的说法:
- “当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。”
我用大白话翻译下就是:
即便两个完全不想干的类,如果他们都实现了相同的方法,那就可以把他们当做同一类型的类来使用。
举个简单例子:
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)
这里的 order
和 user
本身完全没有关系,只是他们都有相同方法,又得益于动态语言没法校验类型的特点,所以完全可以在运行的时候认为他们是同一种类型。
因此基于鸭子类型,之前的代码我们可以稍作简化:
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)
因为在鸭子类型中我们在意的是它的行为,而不是他们的类型;所以完全可以不用继承便可以实现面向接口编程。
总结
我觉得平时没有接触过动态类型语言的朋友,在了解完这些之后会发现新大陆,就像是 Python
老手第一次使用 Java
时;虽然觉得语法啰嗦,但也会羡慕它的类型检查、参数验证这类特点。
动静语言之争这里不做讨论了,各有各的好,鞋好不好穿只有自己知道。
随便提一下其实不止动态语言具备鸭子类型,有些静态语言也能玩这个骚操作,感兴趣下次再介绍。