Python学习 Day13 Python 面向对象学习2：@property多重继承

Posted 2020-11-01 paulzhang511

使用@property

在绑定属性时，如果我们直接把属性暴露出去，虽然写起来很简单，但是，没办法检查参数，导致可以把成绩随便改：

s = Student()
s.score = 9999

这显然不合逻辑。为了限制score的范围，可以通过一个set_score()方法来设置成绩，再通过一个get_score()来获取成绩，这样，在set_score()方法里，就可以检查参数：

class Student(object):

    def get_score(self):
         return self._score

    def set_score(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError(‘score must be an integer!‘)
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError(‘score must between 0 ~ 100!‘)
        self._score = value

现在，对任意的Student实例进行操作，就不能随心所欲地设置score了：

>>> s = Student()
>>> s.set_score(60) # ok!
>>> s.get_score()
60
>>> s.set_score(9999)
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: score must between 0 ~ 100!

但是，上面的调用方法又略显复杂，没有直接用属性这么直接简单。

有没有既能检查参数，又可以用类似属性这样简单的方式来访问类的变量呢？对于追求完美的Python程序员来说，这是必须要做到的！

还记得装饰器（decorator）可以给函数动态加上功能吗？对于类的方法，装饰器一样起作用。Python内置的@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的：

class Student(object):

    @property
    def score(self):
        return self._score

    @score.setter
    def score(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError(‘score must be an integer!‘)
        if value < 0 or value > 100:
            raise ValueError(‘score must between 0 ~ 100!‘)
        self._score = value

@property的实现比较复杂，我们先考察如何使用。把一个getter方法变成属性，只需要加上@property就可以了，此时，@property本身又创建了另一个装饰器@score.setter，负责把一个setter方法变成属性赋值，于是，我们就拥有一个可控的属性操作：

>>> s = Student()
>>> s.score = 60 # OK，实际转化为s.set_score(60)
>>> s.score # OK，实际转化为s.get_score()
60
>>> s.score = 9999
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: score must between 0 ~ 100!

注意到这个神奇的@property，我们在对实例属性操作的时候，就知道该属性很可能不是直接暴露的，而是通过getter和setter方法来实现的。

还可以定义只读属性，只定义getter方法，不定义setter方法就是一个只读属性：

class Student(object):

    @property
    def birth(self):
        return self._birth

    @birth.setter
    def birth(self, value):
        self._birth = value

    @property
    def age(self):
        return 2015 - self._birth

上面的birth是可读写属性，而age就是一个只读属性，因为age可以根据birth和当前时间计算出来。

小结

@property广泛应用在类的定义中，可以让调用者写出简短的代码，同时保证对参数进行必要的检查，这样，程序运行时就减少了出错的可能性。

Python 多重继承（Mixin模式）

像C或C++这类语言都支持多重继承，一个子类可以有多个父类，这样的设计常被人诟病。因为继承应该是个”is-a”关系。比如轿车类继承交通工具类，因为轿车是一个(“is-a”)交通工具。一个物品不可能是多种不同的东西，因此就不应该存在多重继承。不过有没有这种情况，一个类的确是需要继承多个类呢？

答案是有，我们还是拿交通工具来举例子，民航飞机是一种交通工具，对于土豪们来说直升机也是一种交通工具。对于这两种交通工具，它们都有一个功能是飞行，但是轿车没有。所以，我们不可能将飞行功能写在交通工具这个父类中。但是如果民航飞机和直升机都各自写自己的飞行方法，又违背了代码尽可能重用的原则（如果以后飞行工具越来越多，那会出现许多重复代码）。怎么办，那就只好让这两种飞机同时继承交通工具以及飞行器两个父类，这样就出现了多重继承。这时又违背了继承必须是”is-a”关系。这个难题该怎么破？

不同的语言给出了不同的方法，让我们先来看下Java。Java提供了接口interface功能，来实现多重继承：

public abstract class Vehicle {
}
 
public interface Flyable {
    public void fly();
}
 
public class FlyableImpl implements Flyable {
    public void fly() {
        System.out.println("I am flying");
    }
}
 
public class Airplane extends Vehicle implements Flyable {
    private flyable;
 
    public Airplane() {
        flyable = new FlyableImpl();
    }
 
    public void fly() {
        flyable.fly();
    }
}

现在我们的飞机同时具有了交通工具及飞行器两种属性，而且我们不需要重写飞行器中的飞行方法，同时我们没有破坏单一继承的原则。飞机就是一种交通工具，可飞行的能力是是飞机的属性，通过继承接口来获取。

回到主题，Python语言可没有接口功能，但是它可以多重继承。那Python是不是就该用多重继承来实现呢？是，也不是。说是，因为从语法上看，的确是通过多重继承实现的。说不是，因为它的继承依然遵守”is-a”关系，从含义上看依然遵循单继承的原则。这个怎么理解呢？我们还是看例子吧。

class Vehicle(object):
    pass
 
class PlaneMixin(object):
    def fly(self):
        print ‘I am flying‘
 
class Airplane(Vehicle, PlaneMixin):
    pass

可以看到，上面的Airplane类实现了多继承，不过它继承的第二个类我们起名为PlaneMixin，而不是Plane，这个并不影响功能，但是会告诉后来读代码的人，这个类是一个Mixin类。所以从含义上理解，Airplane只是一个Vehicle，不是一个Plane。这个Mixin，表示混入(mix-in)，它告诉别人，这个类是作为功能添加到子类中，而不是作为父类，它的作用同Java中的接口。

使用Mixin类实现多重继承要非常小心

• 首先它必须表示某一种功能，而不是某个物品，如同Java中的Runnable，Callable等
• 其次它必须责任单一，如果有多个功能，那就写多个Mixin类
• 然后，它不依赖于子类的实现
• 最后，子类即便没有继承这个Mixin类，也照样可以工作，就是缺少了某个功能。（比如飞机照样可以载客，就是不能飞了^_^）

另外提一下，ReactJS也有Mixin功能，而且语法很简洁：

var PlaneMixin = function() {
  return {
    fly: function() {
      console.log(‘I am flying‘);
    }
  }
}
 
var AirplaneComponent = React.createClass({
  mixins: [PlaneMixin()],
  render: function() {
    return ‘<h1>Hello</h1>‘;
  }
});