Python 中的面向介面編程
前言
」面向介面編程「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，甚至幾乎所有的程式語言都需要，畢竟程式具有良好的擴展性、維護性誰都不能拒絕。
最近無意間看到了我剛開始寫 Python 時的部分程式碼，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台，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洒洒的把各個實現類寫好了：
當然最終也順利實現需求，甚至把組裡一個沒寫過 Java 的大哥唬的一愣一愣的，直呼牛逼。
不過事後也給我吐槽：
- 你這設計是不錯，但是感覺好複雜，跟程式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援繼承的；
在這裡我們也可以利用繼承的特性來實現面向介面編程：
class Car:
def run(self):
pass
class Benz(Car):
def run(self):
print("benz run")
class BMW(Car):
def run(self):
print("bwm run")
def run(car):
car.run()
if __name__ == "__main__":
benz = Benz()
bmw = BMW()
run(benz)
run(bmw)
程式碼非常簡單，在 Python 中也沒有類似於 Java 中的 extends 關鍵字，只需要在類聲明末尾用括弧包含基類即可。
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
由於 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介面的所有方法。
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：
import abc
class Car(abc.ABC):
@abc.abstractmethod
def run(self):
pass
class Benz(Car):
def run(self):
print("benz run")
class BMW(Car):
pass
def run(car):
car.run()
if __name__ == "__main__":
benz = Benz()
bmw = BMW()
run(benz)
run(bmw)
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介面編程了，但實際上也不夠 Pythonic。
在繼續之前我們先聊聊介面的本質到底是什麼？
在 Java 這類靜態語言中面向介面編程是比較麻煩的，也就是我們常說的子類向父類轉型，因此需要編寫額外的程式碼。
帶來的好處也是顯而易見，只需要父類便可運行。
但我們也不必過於執著於介面，它本身只是一個協議、規範，並不特指 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介面編程。
在這之前先了解下鴨子類型，借用維基百科的說法：
- 「當看到一隻鳥走起來像鴨子、游泳起來像鴨子、叫起來也像鴨子，那麼這隻鳥就可以被稱為鴨子。」
我用大白話翻譯下就是：
即便兩個完全不想乾的類，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：
class Order:
def create(self):
pass
class User:
def create(self):
pass
def create(obj):
obj.create()
if __name__ == "__main__":
order = Order()
user = User()
create(order)
create(user)
這裡的 order 和 user 本身完全沒有關係，只是他們都有相同方法，又得益於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。
因此基於鴨子類型，之前的程式碼我們可以稍作簡化：
class Car:
def run(self):
pass
class Benz:
def run(self):
print("benz run")
class BMW:
def run(self):
print("bwm run")
def run(car):
car.run()
if __name__ == "__main__":
benz = Benz()
bmw = BMW()
run(benz)
run(bmw)
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介面編程。
總結
我覺得平時沒有接觸過動態類型語言的朋友，在了解完這些之後會發現新大陸，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。
動靜語言之爭這裡不做討論了，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。
