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浅谈Python鸭子类型

开发技术 开发技术 2周前 (04-29) 8次浏览

目录
  • 1、什么是“鸭子类型”
  • 2、“鸭子类型”从何而来
    • 2.1 多态
    • 2.2 多态的使用
    • 2.3 鸭子类型产生
  • 3、小结

浅谈Python鸭子类型

1、什么是“鸭子类型”

Python崇尚“鸭子类型”

对于鸭子模型常见的说法是:“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。”

鸭子类型(英语:duck typing)在程序设计中是动态类型的一种风格。在这种风格中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由“当前方法和属性的集合”决定

在鸭子类型中,关注点在于对象的行为能做什么;而不是关注对象所属的类型。例如,在不使用鸭子类型的语言中,我们可以编写一个函数,它接受一个类型为”鸭子”的对象,并调用它的”走”和”叫”方法。在使用鸭子类型的语言中,这样的一个函数可以接受一个任意类型的对象,并调用它的”走”和”叫”方法。如果这些需要被调用的方法不存在,那么将引发一个运行时错误。任何拥有这样的正确的”走”和”叫”方法的对象都可被函数接受的这种行为引出了以上表述,这种决定类型的方式因此得名

鸭子类型通常得益于”不”测试方法和函数中参数的类型,而是依赖文档、清晰的代码和测试来确保正确使用

在常规类型中,我们能否在一个特定场景中使用某个对象取决于这个对象的类型,而在鸭子类型中,则取决于这个对象是否具有某种属性或者方法——即只要具备特定的属性或方法,能通过鸭子测试,就可以使用。

内容参考自维基百科:https://zh.wikipedia.org/wiki/鸭子类型

2、“鸭子类型”从何而来

2.1 多态

先来看看“多态”

大学时学习过CJava基础这一类强类型语言,面向对象编程的三大特性之一有个概念叫做“多态”

简单来说,定义时的类型和运行时的类型不一样就是多态

更通俗的来说,多态是指一类事物有多种形态。比如动物有多种形态,人、狗、猫等等

放到二进制的世界,例如文件,文件有多种形态:文本文件、可执行文件

总而言之,多态即某类的再分类,再分的每一类就是父类的多种形态的一种

例如下面代码示例:

  • 程序在运行到list这一步是只把CatDogDuck当成变量

  • 只有在最后实例化调用类方法的时候才会明白是一个类,这就表示多态

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


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


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

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

2.2 多态的使用

再来一个偏实际的应用示例代码

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

class Payment(metaclass=ABCMeta):   # metaclass 元类  metaclass = ABCMeta表示Payment类是一个规范类
    def __init__(self,name,money):
        self.money=money
        self.name=name

    @abstractmethod      # @abstractmethod表示下面一行中的pay方法是一个必须在子类中实现的方法
    def pay(self,*args,**kwargs):
        pass

class AliPay(Payment):

    def pay(self):
        # 支付宝提供了一个网络上的联系渠道
        print('%s通过支付宝消费了%s元'%(self.name,self.money))

class WeChatPay(Payment):

    def pay(self):
        # 微信提供了一个网络上的联系渠道
        print('%s通过微信消费了%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)

从上述代码可见,在调用order对象的account()方法时,程序并不关心为该方法传入的参数对象pay_obj是谁,只要求此参数对象pay_obj包含pay()方法即可,而调用者传入的参数对象类型pay_obj是子类对象还是其他类对象,对Python来说无所谓

多态性就是相同的消息(函数方法触发)使得不同的类做出不同的响应,这就是典型的类编程中多态性的应用实例

2.3 鸭子类型产生

在上面的例子中order.account(pay_obj)pay_obj不需要类型声明,而java在使用时要定义好类型

order.account(Payment pay_obj)),所以你传入别的类型对象一定报错

但是python因为是动态语言所以传入的对象只要拥有调用的方法即可视为Payment类型对象,这就是所谓的鸭子类型

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')

可以很明显的看出,Person类拥有跟Duck类一样的方法,当有一个函数调用Duck类,并利用到了两个方法walk()swim()。我们传入Person类也一样可以运行,函数并不会检查对象的类型是不是Duck,只要他拥有walk()swim()方法,就可以正确的被调用

3、小结

  • 在鸭子类型中,关注的不是对象的类型本身,而是它是如何使用的

例如,在不使用鸭子类型的语言中,我们可以编写一个函数,它接受一个类型为”鸭子”的对象,并调用它的”走”和”叫”方法

  • 在使用鸭子类型的语言中,这样的一个函数可以接受一个任意类型的对象,并调用它的”走”和”叫”方法

如果这些需要被调用的方法不存在,那么将引发一个运行时错误

任何拥有这样的正确的”走”和”叫”方法的对象都可被函数接受的这种行为引出了以上表述,这种决定类型的方式因此得名

  • 鹅不是鸭子,但是鹅一旦拥有鸭子的一些方法,就可以被当成鸭子类型了

  • 鸭子类型的好处就在于能够避免一些类的重写,无需大量复制相同的代码

  • 鸭子类型使用的前提是需要良好的文档支持,不然会让代码变得很混乱,如果没有良好的文档及说明,有可能会导致你的“鸭子”不是我的“鹅”了


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