混合类Mixins介绍
介绍
混合类是封装了一些通用行为的基类,旨在重用代码。通常,混合类本身并没有什么用,仅扩展这种类也行不通
因为在大多数情况下,它都依赖于其它类中定义的方法和属性。通过多继承,可将混合类与其它类一起使用,从而
让混合类的方法或属性变得可用。
示例
假设有一个简单的分析器,它接收一个字符串,并迭代该字符串中由连字符(-)分隔的值:
class BaseTokenizer:
def __init__(self, str_token):
self.str_token = str_token
def __iter__(self):
yield from self.str_token.split("-")
>>> tk = BaseTokenizer("28a2320b-fd3f-4627-9792-a2b38e3c46b0")
>>> list(tk)
['28a2320b', 'fd3f', '4627', '9792', 'a2b38e3c46b0']
拓展上述需求
现在我们要在不修改这个基类的情况下,以大写的方式发送各个值,就这个简单的示例而言,
可创建一个新类,但假设有大量的类拓展了BaseTokenizer,而我们又不想替换所有这些类。
为此,可在层次结构中混入一个处理这种变化的新类:
class UpperIterableMixin:
def __iter__(self):
return map(str.upper, super().__iter__())
class Tokenizer(UpperIterableMixin, BaseTokenizer):
pass
新的Tokenizer类非常简单,不需要有任何代码,因为它利用了混合类。这种混合类相当于一个装饰器。从前面
的介绍可知,Tokenizer从混合类那里获得方法__iter__,而这个方法通过调用supper()将职责委托给了下一个类
BaseTokenizer,同时将返回的值转换为答谢,从而实现了所需的效果。
示例
假设你想扩展映射对象,给它们添加日志,唯一性设置,类型检查等功能,下面是一些混入类
class LoggedMappingMixin:
__slots__ = ()
def __getitem__(self, key):
print("Getting" + str(key))
return super().__getitem__(key)
def __setitem__(self, key, value):
print("Setting {} = {!r}".format(key, value))
return super().__setitem__(key, value)
def __delitem__(self, key):
print("Deleting" + str(key))
return super().__delitem__(key)
class SetOnceMappingMixin:
__slots__ = ()
def __setitem__(self, key, value):
if key in self:
raise KeyError(str(key) + 'already set')
return super().__setitem__(key, value)
class StringKeysMappingMixin:
__slots__ = ()
def __setitem__(self, key, value):
if not isinstance(key ,str):
raise TypeError('keys must be strings')
return super().__setitem__(key ,value)
通过多继承和其它映射对象混入使用
如上这些类单独使用起来没有任何意义,事实上如果你去实例化任何一个类,除了
产生异常外没有任何作用。他们是用来通过多继承和其它映射对象混入使用的
class LoggedDict(LoggedMappingMixin, dict):
pass
d = LoggedDict()
d["x"] = 23
print(d["x"])
del d["x"]
from collections import defaultdict
class SetOnceDefaultDict(SetOnceMappingMixin, defaultdict):
pass
d = SetOnceDefaultDict(list)
d["x"].append(2)
d["x"].append(3)
讨论
混入类在标准库中很多地方都出现过,通常都是用来像上面那样拓展某些类的功能
他们也是多继承的一个主要用途。比如,当你编写网络代码时候,你会经常使用
`socketserver`模块中的`ThreadingMixIn`来给其它网络相关类增加多线程支持。
例如:下面是一个多线程的XML-RPC服务:
from xmlrpc.server import SimpleXMLRPCServer
from socketserver import ThreadingMixIn
class ThreadXMLRPCServer(ThreadingMixIn, SimpleXMLRPCServer):
pass
同时在一些大型库和框架中也会发现混入类的使用,用途同样是增强已存在的类的功能和一些可选特征。
对于混入类,有几点需要记住。首先是,混入类不能直接被实例化使用。 其次,混入类没有自己的状态信息,也就是说它们并没有定义 __init__() 方法,并且没有实例属性。 这也是为什么我们在上面明确定义了 __slots__ = () 。
还有一种实现混入类的方式就是使用类装饰器
def LoggedMapping(cls):
"""第二种方式:使用类装饰器"""
cls_getitem = cls.__getitem__
cls_setitem = cls.__setitem__
cls_delitem = cls.__delitem__
def __getitem__(self, key):
print('Getting ' + str(key))
return cls_getitem(self, key)
def __setitem__(self, key, value):
print('Setting {} = {!r}'.format(key, value))
return cls_setitem(self, key, value)
def __delitem__(self, key):
print('Deleting ' + str(key))
return cls_delitem(self, key)
cls.__getitem__ = __getitem__
cls.__setitem__ = __setitem__
cls.__delitem__ = __delitem__
return cls
@LoggedMapping
class LoggedDict(dict):
pass
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