詳細(xì)介紹Python的鴨子類型

鴨子類型基本定義

首先Python不支持多態(tài)，也不用支持多態(tài)，python是一種多態(tài)語言，崇尚鴨子類型。

以下是維基百科中對鴨子類型得論述：

在程序設(shè)計中，鴨子類型（英語：duck typing）是動態(tài)類型的一種風(fēng)格。在這種風(fēng)格中，一個對象有效的語義，不是由繼承自特定的類或?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。這個概念的名字來源于由James Whitcomb Riley提出的鴨子測試，“鴨子測試”可以這樣表述：

“當(dāng)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。”

在鴨子類型中，關(guān)注的不是對象的類型本身，而是它是如何使用的。例如，在不使用鴨子類型的語言中，我們可以編寫一個函數(shù)，它接受一個類型為鴨的對象，并調(diào)用它的走和叫方法。在使用鴨子類型的語言中，這樣的一個函數(shù)可以接受一個任意類型的對象，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)一個運(yùn)行時錯誤。任何擁有這樣的正確的走和叫方法的對象都可被函數(shù)接受的這種行為引出了以上表述，這種決定類型的方式因此得名。

鴨子類型通常得益于不測試方法和函數(shù)中參數(shù)的類型，而是依賴文檔、清晰的代碼和測試來確保正確使用。從靜態(tài)類型語言轉(zhuǎn)向動態(tài)類型語言的用戶通常試圖添加一些靜態(tài)的（在運(yùn)行之前的）類型檢查，從而影響了鴨子類型的益處和可伸縮性，并約束了語言的動態(tài)特性。

python中的具體實現(xiàn)

下面的代碼就是一個簡單的鴨子類型

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')

對于一個鴨子類型來說，我們并不關(guān)心這個對象的類型本身或是這個類繼承，而是這個類是如何被使用的。我們可以通過下面的代碼來調(diào)用這些類的方法。

def watch_duck(animal):
 animal.walk()
 animal.swim()

small_duck = duck()
watch_duck(small_duck)

output >> 
I walk like a duck
i swim like a duck


duck_like_man = person()
watch_duck(duck_like_man)

output >> 
this one walk like a duck
this man swim like a duck


class Lame_Foot_Duck():
 def swim(self):
 print('i am lame but i can swim')

lame_duck = Lame_Foot_Duck()
watch_duck(lame_duck)

output >>
AttributeError: Lame_Foot_Duck instance has no attribute 'walk'

watch_duck函數(shù)接收這個類的對象，然后并沒有檢查對象的類型，而是直接調(diào)用這個對象的走和游的方法，如果所需要的方法不存在就報錯。

具體在python中鴨子類型的體現(xiàn)如下面的代碼所示

class CollectionClass():
 lists = [1,2,3,4]
 def __getitem__(self, index):
 return self.lists[index]

iter_able_object = CollectionClass()

class Another_iterAbleClass():
 lists=[1,2,3,4]
 list_position = -1

 def __iter__(self):
 return self

 def next(self): #還有更簡單的實現(xiàn)，使用生成器或迭代器什么的:)
 self.list_position += 1
 if self.list_position >3:
 raise StopIteration
 return self.lists[self.list_position]

another_iterable_object=Another_iterAbleClass()

print(iter_able_object[1])
print(iter_able_object[1:3])
output>>
2
[2, 3]

another_iterable_object[2]
output>>
Traceback (most recent call last):
 File "/Users/steinliber/a.py", line 32, in <module>
 another_iterable_object[2]
TypeError: 'Another_iterAbleClass' object does not support indexing

print(next(another_iterable_object))
output>>
1
print(next(another_iterable_object))
output>>
2

print(next(iter_able_object))
output>>
Traceback (most recent call last):
 File "/Users/steinliber/a.py", line 29, in <module>
 print(next(iter_able_object))
TypeError: IterAbleClass object is not an iterator

在python把上述代碼的實現(xiàn)方法叫做protocol（協(xié)議），這些protocol可以看作是通知型的接口，它規(guī)定了調(diào)用方使用該功能要調(diào)用對象的哪些方法，被調(diào)用方要實現(xiàn)哪些方法才能完成這個功能。它和java中的接口區(qū)別在于java中的接口功能實現(xiàn)需要通過繼承，繼承的類必須實現(xiàn)接口中的所有的抽象方法，所以在Java中強(qiáng)調(diào)的是類型的概念，而python中的protocol更多的是通知性的，一個函數(shù)規(guī)定要實現(xiàn)某個功能需要調(diào)用傳入對象的哪些方法，所有實現(xiàn)這些方法的類就可以實現(xiàn)這個功能。

具體從上面兩個類來說，第一個類實現(xiàn)了__getitem__方法,那python的解釋器就會把它當(dāng)做一個collection，就可以在這個類的對象上使用切片,獲取子項等方法，第二個類實現(xiàn)了__iter__和next方法，python就會認(rèn)為它是一個iterator，就可以在這個類的對象上通過循環(huán)來獲取各個子項。一個類可以實現(xiàn)它有能力實現(xiàn)的方法，并只能被用于在它有意義的情況下。

這兩個類和上面的鴨子類相比較，其實用于切邊的[](它其實調(diào)用的是python的slice函數(shù))和用于循環(huán)的iter()就相當(dāng)于watch_duck函數(shù)，這些函數(shù)都接收任意類的對象，并調(diào)用實現(xiàn)功能所需要的對象中的方法來實現(xiàn)功能，若該函數(shù)中調(diào)用的方法對象里面不存在，就報錯。

從上面可以看出，python鴨子類型的靈活性在于它關(guān)注的是這個所調(diào)用的對象是如何被使用的，而沒有關(guān)注對象類型的本身是什么。所以在python中使用isinstance來判斷傳入?yún)?shù)的類型是不提倡的，更pythonic的方法是直接使用傳入的參數(shù)，通過try，except來處理傳入?yún)?shù)不符合要求的情況。我們應(yīng)該通過傳入對象的能力而不是傳入對象的類型來使用該對象。

總結(jié)

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