淺談Python鴨子類(lèi)型

目錄

• 1、什么是“鴨子類(lèi)型”

• 2、“鴨子類(lèi)型”從何而來(lái)

• 2.1 多態(tài)

• 2.2 多態(tài)的使用

• 2.3 鴨子類(lèi)型產(chǎn)生

• 3、小結(jié)

1、什么是“鴨子類(lèi)型”

Python崇尚“鴨子類(lèi)型”

對(duì)于鴨子類(lèi)型常見(jiàn)的說(shuō)法是：“當(dāng)看到一只鳥(niǎo)走起來(lái)像鴨子、游泳起來(lái)像鴨子、叫起來(lái)也像鴨子，那么這只鳥(niǎo)就可以被稱為鴨子。”

鴨子類(lèi)型（英語(yǔ)：duck typing）在程序設(shè)計(jì)中是動(dòng)態(tài)類(lèi)型的一種風(fēng)格。在這種風(fēng)格中，一個(gè)對(duì)象有效的語(yǔ)義，不是由繼承自特定的類(lèi)或?qū)崿F(xiàn)特定的接口，而是由“當(dāng)前方法和屬性的集合”決定

在鴨子類(lèi)型中，關(guān)注點(diǎn)在于對(duì)象的行為能做什么；而不是關(guān)注對(duì)象所屬的類(lèi)型。例如，在不使用鴨子類(lèi)型的語(yǔ)言中，我們可以編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，它接受一個(gè)類(lèi)型為"鴨子"的對(duì)象，并調(diào)用它的"走"和"叫"方法。在使用鴨子類(lèi)型的語(yǔ)言中，這樣的一個(gè)函數(shù)可以接受一個(gè)任意類(lèi)型的對(duì)象，并調(diào)用它的"走"和"叫"方法。如果這些需要被調(diào)用的方法不存在，那么將引發(fā)一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。任何擁有這樣的正確的"走"和"叫"方法的對(duì)象都可被函數(shù)接受的這種行為引出了以上表述，這種決定類(lèi)型的方式因此得名

鴨子類(lèi)型通常得益于"不"測(cè)試方法和函數(shù)中參數(shù)的類(lèi)型，而是依賴文檔、清晰的代碼和測(cè)試來(lái)確保正確使用

在常規(guī)類(lèi)型中，我們能否在一個(gè)特定場(chǎng)景中使用某個(gè)對(duì)象取決于這個(gè)對(duì)象的類(lèi)型，而在鴨子類(lèi)型中，則取決于這個(gè)對(duì)象是否具有某種屬性或者方法——即只要具備特定的屬性或方法，能通過(guò)鴨子測(cè)試，就可以使用。

內(nèi)容參考自維基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%B8%AD%E5%AD%90%E7%B1%BB%E5%9E%8B

2、“鴨子類(lèi)型”從何而來(lái)

2.1 多態(tài)

先來(lái)看看“多態(tài)”

大學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)C、Java基礎(chǔ)這一類(lèi)強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言，面向?qū)ο缶幊痰娜筇匦灾挥袀€(gè)概念叫做“多態(tài)”

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，定義時(shí)的類(lèi)型和運(yùn)行時(shí)的類(lèi)型不一樣就是多態(tài)

更通俗的來(lái)說(shuō)，多態(tài)是指一類(lèi)事物有多種形態(tài)。比如動(dòng)物有多種形態(tài)，人、狗、貓等等

放到二進(jìn)制的世界，例如文件，文件有多種形態(tài)：文本文件、可執(zhí)行文件

總而言之，多態(tài)即某類(lèi)的再分類(lèi)，再分的每一類(lèi)就是父類(lèi)的多種形態(tài)的一種

例如下面代碼示例：

• 程序在運(yùn)行到list這一步是只把Cat，Dog，Duck當(dāng)成變量

• 只有在最后實(shí)例化調(diào)用類(lèi)方法的時(shí)候才會(huì)明白是一個(gè)類(lèi)，這就表示多態(tài)

class Cat(object):
    def info(self):
        print("我是一只貓")


class Dog(object):
    def info(self):
        print("我是一只狗")


class Duck(object):
    def info(self):
        print("我是一只鴨")

list=[Cat,Dog,Duck]
for animal in list:
    animal().info()

2.2 多態(tài)的使用

再來(lái)一個(gè)偏實(shí)際的應(yīng)用示例代碼

from abc import ABCMeta,abstractmethod #(抽象方法)

class Payment(metaclass=ABCMeta):   # metaclass 元類(lèi)  metaclass = ABCMeta表示Payment類(lèi)是一個(gè)規(guī)范類(lèi)
    def __init__(self,name,money):
        self.money=money
        self.name=name

    @abstractmethod      # @abstractmethod表示下面一行中的pay方法是一個(gè)必須在子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)的方法
    def pay(self,*args,**kwargs):
        pass

class AliPay(Payment):

    def pay(self):
        # 支付寶提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的聯(lián)系渠道
        print('%s通過(guò)支付寶消費(fèi)了%s元'%(self.name,self.money))

class WeChatPay(Payment):

    def pay(self):
        # 微信提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的聯(lián)系渠道
        print('%s通過(guò)微信消費(fèi)了%s元'%(self.name,self.money))


class Order(object):

    def account(self,pay_obj):
        pay_obj.pay()

pay_obj = WeChatPay("wang",100)
pay_obj2 = AliPay("zhang",200)

order = Order()
order.account(pay_obj)
order.account(pay_obj2)

從上述代碼可見(jiàn)，在調(diào)用order對(duì)象的account()方法時(shí)，程序并不關(guān)心為該方法傳入的參數(shù)對(duì)象pay_obj是誰(shuí)，只要求此參數(shù)對(duì)象pay_obj包含pay()方法即可，而調(diào)用者傳入的參數(shù)對(duì)象類(lèi)型pay_obj是子類(lèi)對(duì)象還是其他類(lèi)對(duì)象，對(duì)Python來(lái)說(shuō)無(wú)所謂

多態(tài)性就是相同的消息（函數(shù)方法觸發(fā)）使得不同的類(lèi)做出不同的響應(yīng)，這就是典型的類(lèi)編程中多態(tài)性的應(yīng)用實(shí)例

2.3 鴨子類(lèi)型產(chǎn)生

在上面的例子中order.account(pay_obj)中pay_obj不需要類(lèi)型聲明，而java在使用時(shí)要定義好類(lèi)型

（order.account(Payment pay_obj)），所以你傳入別的類(lèi)型對(duì)象一定報(bào)錯(cuò)

但是python因?yàn)槭莿?dòng)態(tài)語(yǔ)言所以傳入的對(duì)象只要擁有調(diào)用的方法即可視為Payment類(lèi)型對(duì)象，這就是所謂的鴨子類(lèi)型

class Duck():
    def walk(self):
        print('I walk like a duck')
    def swim(self):
        print('i swim like a duck')

class Person():
    def walk(self):
      print('this one walk like a duck') 
    def swim(self):
      print('this man swim like a duck')

可以很明顯的看出，Person類(lèi)擁有跟Duck類(lèi)一樣的方法，當(dāng)有一個(gè)函數(shù)調(diào)用Duck類(lèi)，并利用到了兩個(gè)方法walk()和swim()。我們傳入Person類(lèi)也一樣可以運(yùn)行，函數(shù)并不會(huì)檢查對(duì)象的類(lèi)型是不是Duck，只要他擁有walk()和swim()方法，就可以正確的被調(diào)用

3、小結(jié)

• 在鴨子類(lèi)型中，關(guān)注的不是對(duì)象的類(lèi)型本身，而是它是如何使用的

例如，在不使用鴨子類(lèi)型的語(yǔ)言中，我們可以編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，它接受一個(gè)類(lèi)型為"鴨子"的對(duì)象，并調(diào)用它的"走"和"叫"方法

• 在使用鴨子類(lèi)型的語(yǔ)言中，這樣的一個(gè)函數(shù)可以接受一個(gè)任意類(lèi)型的對(duì)象，并調(diào)用它的"走"和"叫"方法

如果這些需要被調(diào)用的方法不存在，那么將引發(fā)一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤

任何擁有這樣的正確的"走"和"叫"方法的對(duì)象都可被函數(shù)接受的這種行為引出了以上表述，這種決定類(lèi)型的方式因此得名

• 鵝不是鴨子，但是鵝一旦擁有鴨子的一些方法，就可以被當(dāng)成鴨子類(lèi)型了

• 鴨子類(lèi)型的好處就在于能夠避免一些類(lèi)的重寫(xiě)，無(wú)需大量復(fù)制相同的代碼

• 鴨子類(lèi)型使用的前提是需要良好的文檔支持，不然會(huì)讓代碼變得很混亂，如果沒(méi)有良好的文檔及說(shuō)明，有可能會(huì)導(dǎo)致你的“鴨子”不是我的“鵝”了