python 中Mixin混入類的使用方法詳解
前言
最近在看sanic的源碼，發現有很多Mixin的類，大概長成這個樣子
class BaseSanic( RouteMixin, MiddlewareMixin, ListenerMixin, ExceptionMixin, SignalMixin, metaclass=SanicMeta, ):
於是對於這種 Mixin 研究瞭一下，其實也沒什麼新的東西,Mixin 又稱混入，隻是一種編程思想的體現，但是在使用過程中還是有一些需要註意的地方。 大傢都知道，python 是一種允許多繼承的語言，一個類可以繼承多個類，這和java不太一樣，java類隻能有一個父類， 但是java 中有接口的概念，一個類可以實現多個接口，但是java的接口隻是定義的函數的簽名，並沒有具體的實現，具體的實現需要相應的類來完成。 python 就不一樣瞭，一個類可以有多個父類，而混入類就是這種允許多繼承語言中才有的一種編程模式。 為瞭更好的理解混入，我們舉一個生活中的例子—手機， 手機有很多功能，由不同的硬件組合而成，手機有接打電話，收發短信，上網，聽歌等功能，組裝一臺手機就需要將各種硬件進行拼接。 如果我們把這些功能抽象成類，那麼我們可以有以下寫法，為瞭簡單一點，隻列接打電話，收發短信功能。
class Tel:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
class SMS:
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
class Phone:
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
上面的代碼中， 有三個類，Tel 類，它有一個 telfunc 方法用於表示有接打電話的能力(或者說是功能)， SMS 類有smsfunc表示SMS類有發短信的能力。 而 Phone 這個類才是一個手機類，它應該具有接打電話和發送短信的能力，但是如果我們用上面的方式定義Phone 這個類，則這個類並沒有接打電話和收發短信的能力。 我們可以怎樣做讓Phone這個類可以具有打電話和發短信的能力？ 我們可以在Phone 這個類裡再重新定義二個方法 telfunc和 smsfunc，也就是將Tel類和SMS類裡的方法再寫一遍，這種其實不符合 don't repeate youself的理念。 正常情況下我們是讓Phone這個類繼承Tel類和SMS類，這樣Phone這個類就自動擁有瞭接打電話和發短信的能力瞭。
class Tel:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
class SMS:
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
class Phone(Tel, SMS):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
def welcome(self):
print("welcome {}".format(self.sn))
p = Phone("xiaomi")
p.telfunc()
p.smsfunc()
p.welcome()
'''
我可以接打電話
我可以發短信
welcome xiaomi
'''
像這種類的定義就是我們所說的混入，將通話功能與短信功能加入到手機中，讓手機擁有接打電話和發送短信的功能，這種混入的編碼思想有時可以減少很多代碼量。很方便的根據一個類需要哪些功能就將哪個類“混入”到該類中。 通常情況下，我們會將混入類的命名以Mixin結尾，像上面的代碼我們會寫成下面這樣
class TelMixin:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
class SMSMixin:
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
class Phone(TelMixin, SMSMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
def welcome(self):
print("welcome {}".format(self.sn))
以 Mixin 結尾的類，一般是那種功能比較單一，且一般都是某一類型的功能， 如最開始介紹的sanic混入類 RouteMixin 與路由相關的功能類，MiddlewareMixin 是與中間件相關的類，ListenerMixin 是監聽器相關的類，這些類裡的方法專註於自己相關的功能，如果有哪個類需要這些功能，那定義的時候就繼承自這些類。
有人會問瞭，我不想多繼承，管理MRO 太麻煩瞭，我隻想單繼承，我定義一個統一的父類，它即有接打電話，也有收發短信的功能，還可以聽歌，然後讓手機來繼承這個類不好嗎？
如下面的代碼：
class Tel:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
def songfunc(self):
print("我可以放音樂")
class Phone(Tel):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
def welcome(self):
print("welcome {}".format(self.sn))
首先這種寫法當然是可以的，語法上沒有任何問題，也很好的實現瞭相應的功能，代碼量也減少瞭，但是這裡大傢想一個邏輯問題，如果我想造一個ipod類，ipod 這個類沒有接打電話收發短信的功能，隻有聽歌的功能，那麼我此時要寫這個類該如何定義？ 是不是要定義一個ipod類，然後再寫它的聽歌方法songfunc，如果此時使用混入的編程思想，那麼我們就完全可以定義ipod類的時候 不加入 接打電話和收發短信的類就可以瞭。
class TelMixin:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
class SMSMixin:
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
class SongMixin:
def songfunc(self):
print("我可以放音樂")
class Phone(TelMixin, SMSMixin, SongMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
class Ipod(SongMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
如果還有別的什麼類，比如對講機，它隻有接打電話的功能，那麼我們就隻需要把接打電話的功能混入到對講機類即可, class Intercom(TelMixin):
但是有人又會問瞭，這樣的混入，雖說少寫瞭一些代碼，但是如果子類相應實現並不完全和父類一致該如何處理？ 如對講機雖然可以通話，但是它是單向通話，並不能雙向通話的。 這時對於子類實現與父類不一致的情況，那麼就需要子類重寫父類方法瞭，也就是OOP中的繼承與多態，嚴格意義上來說, python 並沒有多態，或者說它天然的就是多態。
class TelMixin:
def telfunc(self):
print("我可以接打電話")
class SMSMixin:
def smsfunc(self):
print("我可以發短信")
class SongMixin:
def songfunc(self):
print("我可以放音樂")
class Intercom(TelMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
def telfunc(self):
print("對講機{} 的通話".format(self.sn))
class Phone(TelMixin, SMSMixin, SongMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
class Ipod(SongMixin):
def __init__(self, sn):
self.sn = sn
def testTelfunc(o):
o.telfunc()
d = Intercom("moto")
p = Phone("huawei")
ipod = Ipod("apple")
testTelfunc(d)
testTelfunc(p)
testTelfunc(ipod)
以上代碼，我們重寫瞭對講機類的telfunc 方法，但是並沒有對Ipod類實現通話功能, 然後寫瞭一個testTelfunc(o) 方法來調用傳入參數的通話功能,
得到以下輸出：
#對講機moto 的通話
#我可以接打電話
Traceback (most recent call last):
File "/Users/yyx/test/test.py", line 54, in <module>
testTelfunc(ipod)
File "/Users/yyx/test/test.py", line 46, in testTelfunc
o.telfunc()
AttributeError: 'Ipod' object has no attribute 'telfunc'
當給testTelfunc 傳入的是對講機Intercom 對象時，由於該類重寫瞭telfunc方法，所以這裡調用的是該子類的telfunc方法，當傳入的是Phone類對象時，由於該類繼承瞭TelMixin類，且沒有重寫telfunc方法，所以這裡會調用TelMixin類中的telfunc 方法，但是當傳入的是Ipod類時，這個類既沒有繼承TelMixin，也沒有自己的telfunc方法，所以就崩潰瞭。這也是一種另類的多態體現吧，隻是它沒有像java中的那麼嚴格。
Mixin 與繼承的區別
說瞭那麼多的Mixin混入，其實它本質上就是繼承，隻是這種繼承是存在於允許多繼承的編程語言中，如果說區別，本質上也沒有什麼區別，如果硬是要說些區別，其實也是有一點點。
- 首先，Mixin 類最好不要有初始化方法，也就是
__init__方法，因為如果Mixin類定義瞭初始化方法，那麼在子類中也最好調用一下父類也就是混入類的初始方法super().__init__(),當然不調用也沒關系，IDE 隻會給你一個提示，語法上並沒有什麼錯誤。 - Mixin 類最好不要單獨的實例化，因為混入類的設計初衷就是要讓子類來繼承的，然後子類可以豐富混入類的功能，混入類隻是為瞭讓子類擁有某些功能而來的。
- Mixin 類最好是某一類功能的合集，比如上面sanic 源碼中的 RouteMixin 混入類，它隻定義與路由相關的功能方法，這樣的好處是，不會有同名的方法，如果混入類中有同名的方法，那麼就給自己找麻煩瞭，排查問題也不太好排查，其實這個也是比單繼承自一個類方便的地方。
說瞭那麼多Mixin 的好處，它有什麼不好的地方嗎？ 其實在我看來，有一個問題，也說不上是不好，隻是習慣問題，以前寫代碼還是寫單繼承多一些，並不太習慣這種多繼承的方式，不過如果一切都按照相應的規則來操作也不是什麼大問題。 還有一個問題就是功能的拆分，這個很是考驗編程人員在設計代碼之初整體把握能力，就像單體應用想要拆分成微服務，邊界問題可能是開始時最頭疼的，拆細瞭吧，會寫出很多類，拆粗瞭吧，就又回到單繼承的思維模式瞭，所以這個也是個經驗問題吧。
總結
Mixin 混入也可以說是編程模式，並不是什麼新的語法，用好混入類可以使自己的代碼結構清晰，功能明瞭，所以以後在設計類時要多考慮使用Mixin混入類的實現方式。
到此這篇關於python 中Mixin混入類的使用方法詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關python Mixin混入類內容請搜索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！