【第042讲心得】【鸭子类型】

heidern0612

写心得的过程都是自我思考的过程，借鉴了很多互联网大佬和鱼C论坛前辈的经验，仓促间难免有所疏漏，如有错误，恳请指出，不胜感激。



" When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck."

Duck typing 这个概念来源于美国印第安纳州的诗人詹姆斯·惠特科姆·莱利(James Whitcomb Riley,1849-1916)的诗句。

意大利软件工程师、Python软件基金会研究员Alex Martelli 于2000年左右在Python的邮件组中最早将这个概念引入了程序设计范畴中:

" In other words, don't check whether it IS-a duck: check whether it QUACKS-like-a duck, WALKS-like-a duck, etc, etc, depending on exactly what subset of duck-like behaviour you need to play your language-games with"

（自译：换句话说，不用去管它是不是只鸭子，只要它叫起来像只鸭子，走起来像只鸭子…等等，完全取决于你的“言语”类型要如何去精确的描述“像鸭子一样行为”的子集。）

"鸭子类型"的语言是这么推断的:一只鸟走起来像鸭子、游起泳来像鸭子、叫起来也像鸭子，那它就可以被当做鸭子。也就是说，它不关注对象的类型，而是关注对象具有的行为(方法)。

换句话说，就是方法不判断对象类型。

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。

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。

从静态类型语言转向动态类型语言的用户通常试图添加一些静态的（在运行之前的）类型检查，从而影响了鸭子类型的益处和可伸缩性，并约束了语言的动态特性。


鸭子类型的缺点和不足在于：

"鸭子类型"没有任何静态检查，如类型检查、属性检查、方法签名检查等。

"鸭子类型"语言的程序可能会在运行时因为不具备某种特定的方法而抛出异常。

如果一只小狗(对象)想加入合唱团(以对象会不会嘎嘎嘎叫的方法为检验标准)，也学鸭子那么嘎嘎嘎叫，好吧，它加入了，可是加入之后，却不会像鸭子那样走路，那么，迟早要出问题的。

再举个例子:一只小老鼠被猫盯上了，情急之下，它学了狗叫，猫撤了之后，小老鼠的妈妈不无感叹的对它说:看吧，我让你学的这门儿外语多么重要啊。

这虽然是个段子，但是，由于猫在思考时，使用了 "鸭子测试"，它以为会叫的就是狗，会对自己产生威胁，所以撤退了，也正是因为这个错误的判断，它误失了一次进食机会。



动态类型语言的面向对象设计中，鸭子类型的概念至关重要。

利用鸭子类型的思想，我们不必借助超类型的帮助，就能轻松地在动态类型语言中实现一个原则：“面向接口编程，而不是面向实现编程”。

例如，一个对象若有push和pop方法，并且这些方法提供了正确的实现，它就可以被当作栈来使用。

一个对象如果有length属性，也可以依照下标来存取属性（最好还要拥有slice和splice等方法），这个对象就可以被当作数组来使用。

python中的鸭子类型允许我们使用任何提供所需方法的对象，而不需要迫使它成为一个子类。



由于python属于动态语言，当你定义了一个基类和基类中的方法，并编写几个继承该基类的子类时，

由于python在定义变量时不指定变量的类型，而是由解释器根据变量内容推断变量类型的（也就是说变量的类型取决于所关联的对象），

这就使得python的多态不像是c++或java中那样，定义一个基类类型变量而隐藏了具体子类的细节。

举例如下：

class AudioFile:
    def __init__(self, filename):
        if not filename.endswith(self.ext):
            raise Exception("Invalid file format")
        self.filename = filename

class MP3File(AudioFile):
    ext = "mp3"
    def play(self):
        print("Playing {} as mp3".format(self.filename))

class WavFile(AudioFile):
    ext = "wav"
    def play(self):
        print("Playing {} as wav".format(self.filename))

class OggFile(AudioFile):
    ext = "ogg"
    def play(self):
        print("Playing {} as ogg".format(self.filename))

class FlacFile:
    """
    Though FlacFile class doesn't inherit AudioFile class,
    it also has the same interface as three subclass of AudioFile.

    It is called duck typing.
    """
    def __init__(self, filename):
        if not filename.endswith(".flac"):
            raise Exception("Invalid file format")
        self.filename = filename

    def play(self):
        print("Playing {} as flac".format(self.filename))

class FlacFile中"""…"""内容自译如下：

虽然FlacFile类并没有继承自AudioFile类，但它一样和AudioFile的三个子类拥有相同的接口，因此FlacFile被叫做鸭子类型。



上面的代码中，MP3File、WavFile、OggFile三个类型继承了AudioFile这一基类，而FlacFile没有扩展AudioFile，但是可以在python中使用完全相同的接口与之交互。

因为任何提供正确接口的对象都可以在python中交替使用，它减少了多态的一般超类的需求。

继承仍然可以用来共享代码，但是如果所有被共享的都是公共接口，鸭子类型就是所有所需的。

这减少了继承的需要，同时也减少了多重继承的需要；

通常，当多重继承似乎是一个有效方案的时候，我们只需要使用鸭子类型去模拟多个超类之一（定义和那个超类一样的接口和实现）就可以了。