是否可以在Python中模拟Scala的特征？

Question

我想用我可以插入类的方法创建轻量级接口.这是Scala中的一个简短示例:

class DB {
  def find(id: String) = ...
}

trait Transformation extends DB {
  def transform(obj: String): String

  override def find(id: String) =
    transform(super.find(id))
}

trait Cache extends DB {
  val cache = Cache()
  override def find(id: String) = {
    ...
    if (cache.contains(id))
       cache.find(id)
    else {
       cache.set(id, super.find(id))
       cache.get(id)
    }
  }   
}

使用这些类(特征),我们可以使用Transformation,使用Cache或两者来实例化DB类.请注意,Transformation有一个抽象方法转换,仍然需要在具体类中实现.

new DB() with Transformation {
  def transform(obj: String): obj.toLower()
}
new DB() with Cache
new DB() with Transformation with Cache {
  def transform(obj: String): obj.toLower()
}

有没有办法在Python中实现这样的东西？我知道Python有一个Traits包,但它的目的似乎不同.

Answer 1

最简单的解决方案可能就是创建另一个子类.

# assuming sensible bases:
class DB(object):
    ...

class Transformation(object):
    def transform(self, obj):
        ...

    def get(self, id):
        return self.transform(super(Transformation, self).get(id))

class Cache(object):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self.cache = Cache()
        super(Cache, self).__init__(*args, **kwargs)
    def get(self, id):
        if id in self.cache:
            return self.cache.get(id)
        else:
            self.cache.set(id, super(Cache, self).get(id))
            return self.cache.get(id)

class DBwithTransformation(Transformation, DB):
    # empty body
    pass

如果你固执地拒绝给这个班级起一个名字,你可以type直接打电话.更换

class DBwithTransformation(Transformation, DB):
    pass

db = DBwithTransformation(arg1, arg2, ...)

同

db = type("DB", (Transformation, DB), {})(arg1, arg2, ...)

这并不比Scala示例差太多.

由于python类型系统的微妙之处,不从主类(DB)继承的mixins 首先出现在基本列表中.不这样做会阻止mixin类正确地覆盖主基类的方法.

同样的微妙之处可以让你有额外的功能是适当的派生类.钻石继承模式不是问题; 基类只出现一次,无论有多少中间基类从它们继承(毕竟,它们都最终继承自object).

Answer 2

与Scala特征最接近的解决方案是Abstract Base Classs。它们在abc模块中可用：

import abc

class Transformation(DB):
     __metaclass__ = abc.ABCMeta

     @abc.abstractmethod
     def transform(self, obj):
         pass

     def find(self, id):
         return self.transform(super(Transformation, self).get(id))

那么您必须使用正确的实现将Transformation类子类化为抽象方法。

顺便说一句，您还可以通过仅NotImplementedError使用要抽象的方法来模拟abc 。ABCMeta只是不允许您创建抽象类的实例。

PS：两个元类的Python 3语法都super将有所不同（更好！）。