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Rick Sanchez

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OS && DB 爱好者,深度学习炼丹师,蒟蒻退役Acmer,二刺螈。

Python中的Mixin設計模式

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1. 什麼是 Mixin 設計模式#

mixin設計模式可以看做是多繼承的一種。那麼首先,咱們談談為什麼會出現多繼承這種語法。

汽車和飛機他們都同屬於交通工具,但飛機可以飛行,汽車無法做到,所以,飛行這個行為不能寫到交通工具這個類中,如果每一個交通工具各自實現自己的行駛方法,就違背了代碼盡可能重用的原則 (如果交通工具種類越來越多,就會造成大量代碼冗余)。

所以,我們要表示飛行這個行為,就需要進行多繼承。但這樣,我們就違背了繼承關係必須是is-a原則。

在 java 中,雖然沒有多繼承,但我們可以通過interface來實現多繼承。

在 python 中,沒有interface這一語法,但它本身是支持多繼承的。

在使用多繼承的時候,很容易就會設計不當,導致繼承鏈混亂,影響mro查找,所以,在編程的時候我們的原則就是,能使用其他方法代替多繼承就盡量不適用多繼承

這個時候Mixin設計模式就應運而生,Mixin直譯理解就是混入、補充的意思,它是多繼承的一種。在多繼承中,查找順序是按mro繼承鏈中的順序進行的。


2.Mixin 設計模式實例#

class Vehicle:
    pass

class PlaneMixin:
    def fly(self):
        print("Flying")

class Airplane(Vehicle, PlaneMixin):
    pass

可以看到,上述代碼中,Airplane類實現了多繼承,在繼承鏈上,它繼承了Vehicle類和PlaneMixin類,這裡我們遵循Mixin設計模式的要求,在後面添加上後綴Mixin增強代碼的可讀性。

上述代碼可以這麼理解,Airplane只是一個Vehicle類,而不是Plane類,而Mixin後綴,它告訴其他讀者,這個類是作為功能添加到子類中的,並不是作為父類,它的作用等同於 Java 中的interface

這樣一來,我們不需要複雜而龐大的繼承鏈,只要選擇組合不同的類的功能,就可以快速構造出所需的子類。


3. 使用 Mixin 設計模式的原則#

在使用Mixin設計模式實現多重繼承的時候要特別注意下列幾點原則:

  • 首先,Mixin 類必須表示某一種功能,而不是某一個物體,這點跟 java 中的RunnableCallable是一樣的。
  • 其次,它表示的責任必須單一,如果有多個功能,我們應該去實現多個Mixin類。
  • 接下來,Mixin 類不依賴於子類的實現,且屬於抽象類,本身不能實例化,也不能繼承 Mixin 以外的類。
  • 最後,子類即使沒有繼承 Mixin 類,也必須照常工作,只是部分功能缺少無法使用。

Java 的接口,只提供了 “規格” 的多重繼承。Mixin 類則同時提供了 “規格” 和 “實現” 的多重繼承,使用上相比接口會更加簡單。


4. 補充#

在其他框架或者語言中,也有類似的 Mixin 功能,如RubyDjangoVue, React等等。

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