关于Python的Mixin模式

像C或C++这类语言都支持多重继承,一个子类可以有多个父类,这样的设计常被人诟病。因为继承应该是个”is-a”关系。比如轿车类继承交通工具类,因为轿车是一个(“is-a”)交通工具。一个物品不可能是多种不同的东西,因此就不应该存在多重继承。不过有没有这种情况,一个类的确是需要继承多个类呢?

答案是有,我们还是拿交通工具来举例子,民航飞机是一种交通工具,对于土豪们来说直升机也是一种交通工具。对于这两种交通工具,它们都有一个功能是飞行,但是轿车没有。所以,我们不可能将飞行功能写在交通工具这个父类中。但是如果民航飞机和直升机都各自写自己的飞行方法,又违背了代码尽可能重用的原则(如果以后飞行工具越来越多,那会出现许多重复代码)。怎么办,那就只好让这两种飞机同时继承交通工具以及飞行器两个父类,这样就出现了多重继承。这时又违背了继承必须是”is-a”关系。这个难题该怎么破?

不同的语言给出了不同的方法,让我们先来看下Java。Java提供了接口interface功能,来实现多重继承:

现在我们的飞机同时具有了交通工具及飞行器两种属性,而且我们不需要重写飞行器中的飞行方法,同时我们没有破坏单一继承的原则。飞机就是一种交通工具,可飞行的能力是是飞机的属性,通过继承接口来获取。

回到主题,Python语言可没有接口功能,但是它可以多重继承。那Python是不是就该用多重继承来实现呢?是,也不是。说是,因为从语法上看,的确是通过多重继承实现的。说不是,因为它的继承依然遵守”is-a”关系,从含义上看依然遵循单继承的原则。这个怎么理解呢?我们还是看例子吧。

可以看到,上面的Airplane类实现了多继承,不过它继承的第二个类我们起名为PlaneMixin,而不是Plane,这个并不影响功能,但是会告诉后来读代码的人,这个类是一个Mixin类。所以从含义上理解,Airplane只是一个Vehicle,不是一个Plane。这个Mixin,表示混入(mix-in),它告诉别人,这个类是作为功能添加到子类中,而不是作为父类,它的作用同Java中的接口。

使用Mixin类实现多重继承要非常小心

  • 首先它必须表示某一种功能,而不是某个物品,如同Java中的Runnable,Callable等
  • 其次它必须责任单一,如果有多个功能,那就写多个Mixin类
  • 然后,它不依赖于子类的实现
  • 最后,子类即便没有继承这个Mixin类,也照样可以工作,就是缺少了某个功能。(比如飞机照样可以载客,就是不能飞了^_^)

另外提一下,ReactJS也有Mixin功能,而且语法很简洁:

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《关于Python的Mixin模式》有4个想法

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