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干繭了吧，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。

最近無意間看到了我剛開始寫 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了：

當然最終也順利實現需求，甚至把組里一個沒寫過 Java 的大哥唬的一愣一愣的，直呼牛逼。

不過事后也給我吐槽：

• 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 寫多了，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；

在這里我們也可以利用繼承的特性來實現面向接口編程：

代碼非常簡單，在 Python 中也沒有類似于 Java 中的 extends 關鍵字，只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

由于 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了某個接口的所有方法。

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

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了，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么？

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，只需要父類便可運行。

但我們也不必過于執著于接口，它本身只是一個協議、規范，并不特指 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了方法。

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。

在這之前先了解下鴨子類型，借用維基百科的說法：

• “當看到一只鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子，那么這只鳥就可以被稱為鴨子。”

我用大白話翻譯下就是：

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

舉個簡單例子：

這里的 order 和 user 本身完全沒有關系，只是他們都有相同方法，又得益于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。

因此基于鴨子類型，之前的代碼我們可以稍作簡化：

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，在了解完這些之后會發現新大陸，就像是 Python 老手第一次使用 Java 時；雖然覺得語法啰嗦，但也會羨慕它的類型檢查、參數驗證這類特點。

動靜語言之爭這里不做討論了，各有各的好，鞋好不好穿只有自己知道。

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。