Category: Computer Science

分类

	Structural types	Nominal types
Runtime checking	Duck typing	Goose typing
Static checking	Static duck typing	Static typing

两种结构化类型的形式

本小节讨论表1第一列中的两种类型系统。

首先解释清楚一个概念，协议或者protocol，在Python中，这个概念可以理解为一个方法集合，其中的每个方法都有约定好的签名和语义，但在不同的类型系统下，对于用户自定义类的实现要求是不一样的。

对于Python原生支持的duck typing，程序员可以不必实现协议中的每一个方法，但是只在PEP 544被采纳之后才支持的static duck typing，严格要求实现协议中的每一个方法。在Python社区中，前者称之为动态协议，后者称之为静态协议，如果未明确指明的话，一般指动态协议。

两种形式的共同点是都无需显式声明所实现的协议，会有相对应的方法检查类的方法集合。

Duck typing编程

防御式&Fail Fast

防御式编程的目的是增强程序的安全性，而Fail fast一方面通过尽早抛出异常来避免不可预料的后果，另一方面也便于定位问题，提高升序的可维护性。

那么我们如何发现异常呢？是不是需要程序员一条条编写检查代码呢？答案是否定的，而且用一句话就能解释，EAFP，懂的都懂，不懂的看下面。

EAFP

It’s easier to ask for forgiveness than permission

EAFP带给Python一种很不一样的特质：把思考聚焦在程序的正常执行流上，进而保持思维流的连贯。当然这也得益于Python语言精心设计的Exception类层级。

Goose Typing

Python中没有直接定义Interface这个概念，但是ABC(Abstract Base Class)充当了这一功能，使得程序员可以对现实世界的东西建模，定义语法和语义都严谨的一组方法，然后配合Python自带的isinstance和isubclass函数，可以在运行时灵活地对对象进行自省。

Goose Typing算是对Duck Typing的一种补充，允许适当且适量地使用isinstance，并且第二个参数必须是ABC而不是具体类型。

多继承

菱形继承

在一个菱形的继承关系中，有可能出现命名冲突的问题——互为兄弟节点的两个类各自有自己的方法实现。当出现这种情况时，每种语言都要有一套决议(Resolution)方案，Python的方案为mro，即Method Resolution Order。

mro存储在类的一个名为__mro__的属性中，是一个元组。

super函数

super这个名字可能有些误导，会让人以为会返回当前类的父类。首先先摒弃掉这种望文生义的想法。其次，super的工作机制与mro紧密联系，具体来说，mro决定了在一个多继承关系中类的方法激活顺序，而是否被激活取决于方法的实现是否调用了super。如果调用了super，那么调用链将沿着mro继续；如果没有，调用链就结束。因此，super函数是协作式的。

字符串格式化

Python中的f字符串、format()内置函数、str.format()方法中都接受format_spec作为参数。

f字符串中包含一种特殊的以开闭花括号(‘{‘, ‘}‘)为界的replacement field，形如{field_name:format_spec}。

在format_spec中使用的记号称之为Format Specification Mini-Language。

用户自定义类可以实现__format__方法来自定义自己的Format Specification Mini-Language，object类中的默认实现是返回str(my_object)。

类

可哈希类(Hashable Type)

从语法上讲，在类的定义中必须实现以下2个方法：

• __eq__(self, other: object)
• __hash__(self)

从语义上讲，类的定义必须满足以下条件：

• 类的实例在进行相等性比较的时候，相等的实例必须拥有相等的哈希值
• 类的实例不可变

序列类(Sequence Type)

切片(Slicing)

用户自定义类支持切片的必要条件是实现__getitem__魔法方法，语义上也要满足。当执行切片时，__getitem__的入参类型为slice，且它是Python的内置类型。

slice类型除了大家熟知的start、stop、stride外，还有一个鲜为人知的方法，indices，官方文档说明如下：

S.indices(len) -> (start, stop, stride)

Assuming a sequence of length len, calculate the start and stop
indices, and the stride length of the extended slice described by
S. Out of bounds indices are clipped in a manner consistent with the
handling of normal slices.

说白了，某个slice中的三个关键属性：start、stop、stride，有可能缺省，有可能为负数，indices的作用就是根据序列的长度len，把它们补齐，或者重新计算，使得其“完美”适配长度为len的序列，比如原本stop属性的值大于len，那么新的stop会等于len，这个过程称之为归一化(Normalize)。

私有以及”保护”属性

• 以双下划线(__)开头的属性称为私有属性，解释器会对其做”name mangle”，具体做法是在原有名字的基础上拼接单下划线加类名的前缀，程序员可以通过__dict__属性查看。
• 以单下划线(_)开头的属性称为“保护”属性，之所以要加引号是因为对于解释器来说，所谓的“保护”属性并没有什么不同，仅仅是程序员之间形成的一个约定而已