借助zope.interface深入了解Python接口

发表于:2020-1-08 09:31  作者:Moshe Zadka   来源:Linux中国

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  Zope.interface 可以帮助声明存在哪些接口,是由哪些对象提供的,以及如何查询这些信息。
  zope.interface 库可以克服 Python 接口设计中的歧义性。让我们来研究一下。
  隐式接口不是 Python 之禅
  Python 之禅 很宽松,但是有点自相矛盾,以至于你可以用它来例证任何东西。让我们来思考其中最著名的原则之一:“显示胜于隐式”。
  传统上,在 Python 中会隐含的一件事是预期的接口。比如函数已经记录了它期望一个“类文件对象”或“序列”。但是什么是类文件对象呢?它支持 .writelines吗?.seek 呢?什么是一个“序列”?是否支持步进切片,例如 a[1:10:2]?
  最初,Python 的答案是所谓的“鸭子类型”,取自短语“如果它像鸭子一样行走,像鸭子一样嘎嘎叫,那么它可能就是鸭子”。换句话说,“试试看”,这可能是你能得到的最具隐式的表达。
  为了使这些内容显式地表达出来,你需要一种方法来表达期望的接口。Zope Web 框架是最早用 Python 编写的大型系统之一,它迫切需要这些东西来使代码明确呈现出来,例如,期望从“类似用户的对象”获得什么。
  zope.interface 由 Zope 开发,但作为单独的 Python 包发布。Zope.interface 可以帮助声明存在哪些接口,是由哪些对象提供的,以及如何查询这些信息。
  想象编写一个简单的 2D 游戏,它需要各种东西来支持精灵界面(LCTT 译注:“精灵 Sprite”是指游戏面板中各个组件)。例如,表示一个边界框,但也要表示对象何时与一个框相交。与一些其他语言不同,在 Python 中,将属性访问作为公共接口一部分是一种常见的做法,而不是实现 getter 和 setter。边界框应该是一个属性,而不是一个方法。
  呈现精灵列表的方法可能类似于:
   def render_sprites(render_surface, sprites):
  """
  sprites 应该是符合 Sprite 接口的对象列表:
  * 一个名为 "bounding_box" 的属性,包含了边界框
  * 一个名为 "intersects" 的方法,它接受一个边界框并返回 True 或 False
  """
  pass # 一些做实际渲染的代码
  该游戏将具有许多处理精灵的函数。在每个函数中,你都必须在随附文档中指定预期。
  此外,某些函数可能期望使用更复杂的精灵对象,例如具有 Z 序的对象。我们必须跟踪哪些方法需要 Sprite 对象,哪些方法需要 SpriteWithZ 对象。
  如果能够使精灵是显式而直观的,这样方法就可以声明“我需要一个精灵”,并有个严格定义的接口,这不是很好吗?来看看 zope.interface。
   from zope import interface
  class ISprite(interface.Interface):
  bounding_box = interface.Attribute(
  "边界框"
  )
  def intersects(box):
  "它和一个框相交吗?"
  乍看起来,这段代码有点奇怪。这些方法不包括 self,而包含 self 是一种常见的做法,并且它有一个属性。这是在 zope.interface 中声明接口的方法。这看起来很奇怪,因为大多数人不习惯严格声明接口。
  这样做的原因是接口显示了如何调用方法,而不是如何定义方法。因为接口不是超类,所以它们可以用来声明数据属性。
  下面是一个能带有圆形精灵的接口的一个实现:
   @implementer(ISprite)
  @attr.s(auto_attribs=True)
  class CircleSprite:
  x: float
  y: float
  radius: float
  @property
  def bounding_box(self):
  return (
  self.x - self.radius,
  self.y - self.radius,
  self.x + self.radius,
  self.y + self.radius,
  )
  def intersects(self, box):
  # 当且仅当至少一个角在圆内时,方框与圆相交
  top_left, bottom_right = box[:2], box[2:]
  for choose_x_from (top_left, bottom_right):
  for choose_y_from (top_left, bottom_right):
  x = choose_x_from[0]
  y = choose_y_from[1]
  if (((x - self.x) ` 2 + (y - self.y) ` 2) <=
  self.radius ` 2):
  return True
  return False
  这显式声明了实现了该接口的 CircleSprite 类。它甚至能让我们验证该类是否正确实现了接口:
   from zope.interface import verify
  def test_implementation():
  sprite = CircleSprite(x=0, y=0, radius=1)
  verify.verifyObject(ISprite, sprite)
  这可以由 pytest、nose 或其他测试框架运行,它将验证创建的精灵是否符合接口。测试通常是局部的:它不会测试仅在文档中提及的内容,甚至不会测试方法是否可以在没有异常的情况下被调用!但是,它会检查是否存在正确的方法和属性。这是对单元测试套件一个很好的补充,至少可以防止简单的拼写错误通过测试。

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