Python中的面向接口編程示例詳解

前言

”面向接口編程“寫 Java 的朋友耳朵已經可以聽出幹繭瞭吧,當然這個思想在 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展性、維護性誰都不能拒絕。

最近無意間看到瞭我剛開始寫 Python 時的部分代碼,當時實現的需求有個很明顯的特點:

  • 不同對象具有公共的行為能力,但具體每個對象的實現方式又各不相同。

說人話就是商戶需要接入平臺,接入的步驟相同,但具體實現不同。

作為一個”資深“ Javaer,需求還沒看完我就洋洋灑灑的把各個實現類寫好瞭:

當然最終也順利實現需求,甚至把組裡一個沒寫過 Java 的大哥唬的一愣一愣的,直呼牛逼。

不過事後也給我吐槽:

  • 你這設計是不錯,但是感覺好復雜,跟代碼時要找到真正的業務邏輯(實現類)得繞幾圈。

截止目前 Python 寫多瞭,我總算是能總結他的感受:就是不夠 Pythonic。

雖說 Python 沒有類似 Java 這樣的 Interface 特性,但作為面向對象的高級語言也是支持繼承的;

在這裡我們也可以利用繼承的特性來實現面向接口編程:

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 中也沒有類似於 Java 中的 extends 關鍵字,隻需要在類聲明末尾用括號包含基類即可。

這樣在每個子類中就能單獨實現業務邏輯,方便擴展和維護。

類型檢查

由於 Python 作為一個動態類型語言,無法做到 Java 那樣在編譯期間校驗一個類是否完全實現瞭某個接口的所有方法。

為此 Python 提供瞭解決辦法,那就是 abc(Abstract Base Classes) ,當我們將基類用 abc 聲明時就能近似做到:

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)

一旦有類沒有實現方法時,運行期間便會拋出異常:

bmw = BMW()
TypeError: Can’t instantiate abstract class BMW with abstract methods run

雖然無法做到在運行之前(畢竟不需要編譯)進行校驗,但有總比沒有好。

鴨子類型

以上兩種方式看似已經畢竟優雅的實現面向接口編程瞭,但實際上也不夠 Pythonic。

在繼續之前我們先聊聊接口的本質到底是什麼?

在 Java 這類靜態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型,因此需要編寫額外的代碼。

帶來的好處也是顯而易見,隻需要父類便可運行。

但我們也不必過於執著於接口,它本身隻是一個協議、規范,並不特指 Java 中的 Interface,甚至有些語言壓根沒有這個關鍵字。

動態語言的特性也不需要強制校驗是否實現瞭方法。

在 Python 中我們可以利用鴨子類型來優雅的實現面向接口編程。

在這之前先瞭解下鴨子類型,借用維基百科的說法:

  • “當看到一隻鳥走起來像鴨子、遊泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子,那麼這隻鳥就可以被稱為鴨子。”

我用大白話翻譯下就是:

即便兩個完全不想幹的類,如果他們都實現瞭相同的方法,那就可以把他們當做同一類型的類來使用。

舉個簡單例子:

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)

這裡的 order 和 user 本身完全沒有關系,隻是他們都有相同方法,又得益於動態語言沒法校驗類型的特點,所以完全可以在運行的時候認為他們是同一種類型。

因此基於鴨子類型,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)

因為在鴨子類型中我們在意的是它的行為,而不是他們的類型;所以完全可以不用繼承便可以實現面向接口編程。

總結

我覺得平時沒有接觸過動態類型語言的朋友,在瞭解完這些之後會發現新大陸,就像是 Python 老手第一次使用 Java 時;雖然覺得語法囉嗦,但也會羨慕它的類型檢查、參數驗證這類特點。

動靜語言之爭這裡不做討論瞭,各有各的好,鞋好不好穿隻有自己知道。

隨便提一下其實不止動態語言具備鴨子類型,有些靜態語言也能玩這個騷操作,感興趣下次再介紹。

到此這篇關於Python面向接口編程的文章就介紹到這瞭,更多相關Python面向接口編程內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!