資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：簡單復(fù)合對象復(fù)合對象也可被稱為容器。它難以序列化對象并像這樣初始化來重建。接口仍然會(huì)導(dǎo)致多種方法計(jì)算。還要注意一些不完全遵循點(diǎn)規(guī)則的方法功能。逐步增加項(xiàng)目的方法和一步加載所有項(xiàng)目的方法是一樣的。另一個(gè)方法就是之前那樣的類定義。
在各個(gè)子類中實(shí)現(xiàn)__init__()注：原書作者 Steven F. Lott，原書名為 Mastering Object-oriented Python
當(dāng)我們看到創(chuàng)建Card對象的工廠函數(shù)，再看看Card類設(shè)計(jì)。我想我們可能要重構(gòu)牌值轉(zhuǎn)換功能，因?yàn)檫@是Card類自身應(yīng)該負(fù)責(zé)的內(nèi)容。這會(huì)將初始化向下延伸到每個(gè)子類。
這需要共用的超類初始化以及特定的子類初始化。我們要謹(jǐn)遵Don"t Repeat Yourself(DRY)原則來保持代碼可以被克隆到每一個(gè)子類中。
下面的示例展示了每個(gè)子類初始化的職責(zé)：
pythonclass Card:
pass
class NumberCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
self.suit = suit
self.rank = str(rank)
self.hard = self.soft = rank
class AceCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
self.suit = suit
self.rank = "A"
self.hard, self.soft = 1, 11
class FaceCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
self.suit = suit
self.rank = {11: "J", 12: "Q", 13: "K"}[rank]
self.hard = self.soft = 10
這仍是清晰的多態(tài)。然而，缺乏一個(gè)真正的共用初始化，會(huì)導(dǎo)致一些冗余。缺點(diǎn)在于重復(fù)初始化suit，所以必須將其抽象到超類中。各子類的__init__()會(huì)對超類的__init__()做顯式的引用。
該版本的Card類有一個(gè)超類級(jí)別的初始化函數(shù)用于各子類，如下面代碼片段所示：
pythonclass Card:
def __init__(self, rank, suit, hard, soft):
self.rank = rank
self.suit = suit
self.hard = hard
self.soft = soft
class NumberCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
super().__init__(str(rank), suit, rank, rank)
class AceCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
super().__init__("A", suit, 1, 11)
class FaceCard(Card):
def __init__(self, rank, suit):
super().__init__({11: "J", 12: "Q", 13: "K" }[rank], suit, 10, 10)
我們在子類和父類都提供了__init__()函數(shù)。好處是簡化了我們的工廠函數(shù)，如下面代碼片段所示：
pythondef card10(rank, suit):
if rank == 1:
return AceCard(rank, suit)
elif 2 <= rank < 11:
return NumberCard(rank, suit)
elif 11 <= rank < 14:
return FaceCard(rank, suit)
else:
raise Exception("Rank out of range")
簡化工廠函數(shù)不應(yīng)該是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。不過我們從這可以看到一些變化，我們創(chuàng)建了比較復(fù)雜的__init__()函數(shù)，而對工廠函數(shù)卻有一些較小的改進(jìn)。這是比較常見的權(quán)衡。
工廠函數(shù)封裝復(fù)雜性
在復(fù)雜的__init__()方法和工廠函數(shù)之間有個(gè)權(quán)衡。最好就是堅(jiān)持更直接，更少程序員友好的__init__()方法，并將復(fù)雜性推給工廠函數(shù)。如果你想封裝復(fù)雜結(jié)構(gòu)，工廠函數(shù)可以做的很好。
簡單復(fù)合對象復(fù)合對象也可被稱為容器。我們來看一個(gè)簡單的復(fù)合對象：一副多帶帶的牌。這是一個(gè)基本的集合。事實(shí)上它是如此基本，以至于我們不用過多的花費(fèi)心思，直接使用簡單的list做為一副牌。
在設(shè)計(jì)一個(gè)新類之前，我們需要問這個(gè)問題：使用一個(gè)簡單的list是否合適？
我們可以使用random.shuffle()來洗牌和使用deck.pop()發(fā)牌到玩家手里。
一些程序員急于定義新類就像使用內(nèi)置類一樣草率，這很容易違反面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則。我們要避免一個(gè)新類像如下代碼片段所示：
pythond = [card6(r+1, s) for r in range(13) for s in (Club, Diamond, Heart, Spade)] random.shuffle(d) hand = [d.pop(), d.pop()]
如果就這么簡單，為什么要寫一個(gè)新類？
答案并不完全清楚。一個(gè)好處是，提供一個(gè)簡化的、未實(shí)現(xiàn)接口的對象。正如我們前面提到的工廠函數(shù)一樣，但在Python中類并不是一個(gè)硬性要求。
在前面的代碼中，一副牌只有兩個(gè)簡單的用例和一個(gè)似乎并不夠簡化的類定義。它的優(yōu)勢在于隱藏實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，但細(xì)節(jié)是如此微不足道，揭露它們幾乎沒有任何意義。在本章中，我們的關(guān)注主要放在__init__()方法上，我們將看一些創(chuàng)建并初始化集合的設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)一個(gè)對象集合，有以下三個(gè)總體設(shè)計(jì)策略:
封裝：該設(shè)計(jì)模式是現(xiàn)有的集合的定義。這可能是Facade設(shè)計(jì)模式的一個(gè)例子。
繼承：該設(shè)計(jì)模式是現(xiàn)有的集合類，是普通子類的定義。
多態(tài)：從頭開始設(shè)計(jì)。我們將在第六章看看《創(chuàng)建容器和集合》。
這三個(gè)概念是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的核心。在設(shè)計(jì)一個(gè)類的時(shí)候我們必須總是這樣做選擇。
1. 封裝集合類以下是封裝設(shè)計(jì)，其中包含一個(gè)內(nèi)部集合：
pythonclass Deck:
def __init__(self):
self._cards = [card6(r+1, s) for r in range(13) for s in (Club, Diamond, Heart, Spade)]
random.shuffle(self._cards)
def pop(self):
return self._cards.pop()
我們已經(jīng)定義了Deck，內(nèi)部集合是一個(gè)list對象。Deck的pop()方法簡單的委托給封裝好的list對象。
然后我們可以通過下面這樣的代碼創(chuàng)建一個(gè)Hand實(shí)例：
pythond = Deck() hand = [d.pop(), d.pop()]
一般來說，F(xiàn)acade設(shè)計(jì)模式或封裝好方法的類是簡單的被委托給底層實(shí)現(xiàn)類的。這個(gè)委托會(huì)變得冗長。對于一個(gè)復(fù)雜的集合，我們可以委托大量方法給封裝的對象。
2. 繼承集合類封裝的另一種方法是繼承內(nèi)置類。這樣做的優(yōu)勢是沒有重新實(shí)現(xiàn)pop()方法，因?yàn)槲覀兛梢院唵蔚乩^承它。
pop()的優(yōu)點(diǎn)就是不用寫過多的代碼就能創(chuàng)建類。在這個(gè)例子中，繼承list類的缺點(diǎn)是提供了一些我們不需要的函數(shù)。
下面是繼承內(nèi)置list的Deck定義:
pythonclass Deck2(list):
def __init__(self):
super().__init__(card6(r+1, s) for r in range(13) for s in (Club, Diamond, Heart, Spade))
random.shuffle(self)
在某些情況下，為了擁有合適的類行為，我們的方法將必須顯式地使用超類。在下面的章節(jié)中我們將會(huì)看到其他相關(guān)示例。
我們利用超類的__init__()方法填充我們的list對象來初始化單副撲克牌，然后我們洗牌。pop()方法只是簡單從list繼承過來且工作完美。從list繼承的其他方法也能一起工作。
3. 更多的需求和另一種設(shè)計(jì)在賭場中，牌通常從牌盒發(fā)出，里面有半打喜憂參半的撲克牌。這個(gè)原因使得我們有必要建立自己版本的Deck，而不是簡單、純粹的使用list對象。
此外，牌盒里的牌并不完全發(fā)完。相反，會(huì)插入標(biāo)記牌。因?yàn)橛袠?biāo)記牌，有些牌會(huì)被保留，而不是用來玩。
下面是包含多組52張牌的Deck定義：
pythonclass Deck3(list):
def __init__(self, decks=1):
super().__init__()
for i in range(decks):
self.extend(card6(r+1, s) for r in range(13) for s in (Club, Diamond, Heart, Spade))
random.shuffle(self)
burn = random.randint(1, 52)
for i in range(burn):
self.pop()
在這里，我們使用super().__init__()來構(gòu)建一個(gè)空集合。然后，我們使用self.extend()添加多次52張牌。由于我們在這個(gè)類中沒有使用覆寫，所以我們可以使用super().extend()。
我們還可以通過super().__init__()，使用更深層嵌套的生成器表達(dá)式執(zhí)行整個(gè)任務(wù)。如下面代碼片段所示：
python(card6(r+1, s) for r in range(13) for s in (Club, Diamond, Heart, Spade) for d in range(decks))
這個(gè)類為我們提供了一個(gè)Card實(shí)例的集合，我們可以使用它來模仿賭場21點(diǎn)發(fā)牌的盒子。
在賭場有一個(gè)奇怪的儀式，他們會(huì)翻開廢棄的牌。如果我們要設(shè)計(jì)一個(gè)記牌玩家策略，我們可能需要效仿這種細(xì)微差別。
復(fù)雜復(fù)合對象以下是21點(diǎn)Hand類描述的一個(gè)例子，很適合模擬玩家策略：
pythonclass Hand:
def __init__(self, dealer_card):
self.dealer_card = dealer_card
self.cards = []
def hard_total(self):
return sum(c.hard for c in self.cards)
def soft_total(self):
return sum(c.soft for c in self.cards)
在這個(gè)例子中，我們有一個(gè)基于__init__()方法參數(shù)的self.dealer_card實(shí)例變量。self.cards實(shí)例變量是不基于任何參數(shù)的。這個(gè)初始化創(chuàng)建了一個(gè)空集合。
我們可以使用下面的代碼去創(chuàng)建一個(gè)Hand實(shí)例
pythond = Deck() h = Hand(d.pop()) h.cards.append(d.pop()) h.cards.append(d.pop())
缺點(diǎn)就是有一個(gè)冗長的語句序列被用來構(gòu)建一個(gè)Hand的實(shí)例對象。它難以序列化Hand對象并像這樣初始化來重建。盡管我們在這個(gè)類中創(chuàng)建一個(gè)顯式的append()方法，它仍將采取多個(gè)步驟來初始化集合。
我們可以嘗試創(chuàng)建一個(gè)接口，但這并不是一件簡單的事情，對于Hand對象它只是在語法上發(fā)生了變化。接口仍然會(huì)導(dǎo)致多種方法計(jì)算。當(dāng)我們看到第2部分中的《序列化和持久化》，我們傾向于使用接口，一個(gè)類級(jí)別的函數(shù)，理想情況下，應(yīng)該是類的構(gòu)造函數(shù)。我們將在第9章的《序列化和存儲(chǔ)——JSON、YAML、Pickle、CSV和XML》深入研究。
還要注意一些不完全遵循21點(diǎn)規(guī)則的方法功能。在第二章《通過Python無縫地集成——基本的特殊方法》中我們會(huì)回到這個(gè)問題。
1. 復(fù)雜復(fù)合對象初始化理想情況下，__init__()方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)對象的完整實(shí)例。這是一個(gè)更復(fù)雜的容器，當(dāng)你在創(chuàng)建一個(gè)包含內(nèi)部其他對象集合的完整實(shí)例的時(shí)候。如果我們可以一步就能構(gòu)建這個(gè)復(fù)合對象，它將是非常有幫助的。
逐步增加項(xiàng)目的方法和一步加載所有項(xiàng)目的方法是一樣的。
例如，我們可能有如下面的代碼片段所示的類：
pythonclass Hand2:
def __init__(self, dealer_card, *cards):
self.dealer_card = dealer_card
self.cards = list(cards)
def hard_total(self):
return sum(c.hard for c in self.cards)
def soft_total(self):
return sum(c.soft for c in self.cards)
這個(gè)初始化一步就設(shè)置了所有實(shí)例變量。另一個(gè)方法就是之前那樣的類定義。我們可以有兩種方式構(gòu)建一個(gè)Hand2對象。第一個(gè)示例一次加載一張牌到Hand2對象：
pythond = Deck() P = Hand2(d.pop()) p.cards.append(d.pop()) p.cards.append(d.pop())
第二個(gè)示例使用*cards參數(shù)一步加載一序列的Card類：
pythond = Deck() h = Hand2(d.pop(), d.pop(), d.pop())
對于單元測試，在一個(gè)聲明中使用這種方式通常有助于構(gòu)建復(fù)合對象。更重要的是，這種簡單、一步的計(jì)算來構(gòu)建復(fù)合對象有利于下一部分的序列化技術(shù)。
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