怎么從zope.interface了解Python接口

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隱式接口不是 Python 之禪

Python 之禪 很寬松，但是有點自相矛盾，以至于你可以用它來例證任何東西。讓我們來思考其中最著名的原則之一：“顯示勝于隱式”。

傳統上，在 Python 中會隱含的一件事是預期的接口。比如函數已經記錄了它期望一個“類文件對象”或“序列”。但是什么是類文件對象呢？它支持 .writelines嗎？.seek 呢？什么是一個“序列”？是否支持步進切片，例如 a[1:10:2]？

最初，Python 的答案是所謂的“鴨子類型”，取自短語“如果它像鴨子一樣行走，像鴨子一樣嘎嘎叫，那么它可能就是鴨子”。換句話說，“試試看”，這可能是你能得到的最具隱式的表達。

為了使這些內容顯式地表達出來，你需要一種方法來表達期望的接口。Zope Web 框架是最早用 Python 編寫的大型系統之一，它迫切需要這些東西來使代碼明確呈現出來，例如，期望從“類似用戶的對象”獲得什么。

zope.interface 由 Zope 開發，但作為單獨的 Python 包發布。Zope.interface 可以幫助聲明存在哪些接口，是由哪些對象提供的，以及如何查詢這些信息。

想象編寫一個簡單的 2D 游戲，它需要各種東西來支持精靈界面（LCTT 譯注：“精靈Sprite”是指游戲面板中各個組件）。例如，表示一個邊界框，但也要表示對象何時與一個框相交。與一些其他語言不同，在 Python 中，將屬性訪問作為公共接口一部分是一種常見的做法，而不是實現 getter 和 setter。邊界框應該是一個屬性，而不是一個方法。

呈現精靈列表的方法可能類似于：

def render_sprites(render_surface, sprites):    """    sprites 應該是符合 Sprite 接口的對象列表：    * 一個名為 "bounding_box" 的屬性，包含了邊界框    * 一個名為 "intersects" 的方法，它接受一個邊界框并返回 True 或 False    """    pass # 一些做實際渲染的代碼

該游戲將具有許多處理精靈的函數。在每個函數中，你都必須在隨附文檔中指定預期。

此外，某些函數可能期望使用更復雜的精靈對象，例如具有 Z 序的對象。我們必須跟蹤哪些方法需要 Sprite 對象，哪些方法需要 SpriteWithZ 對象。

如果能夠使精靈是顯式而直觀的，這樣方法就可以聲明“我需要一個精靈”，并有個嚴格定義的接口，這不是很好嗎？來看看 zope.interface。

from zope import interface class ISprite(interface.Interface):     bounding_box = interface.Attribute(        "邊界框"    )     def intersects(box):        "它和一個框相交嗎？"

乍看起來，這段代碼有點奇怪。這些方法不包括 self，而包含 self 是一種常見的做法，并且它有一個屬性。這是在 zope.interface 中聲明接口的方法。這看起來很奇怪，因為大多數人不習慣嚴格聲明接口。

這樣做的原因是接口顯示了如何調用方法，而不是如何定義方法。因為接口不是超類，所以它們可以用來聲明數據屬性。

下面是一個能帶有圓形精靈的接口的一個實現：

@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):        # 當且僅當至少一個角在圓內時，方框與圓相交        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

這顯式聲明了實現了該接口的 CircleSprite 類。它甚至能讓我們驗證該類是否正確實現了接口：

from zope.interface import verify def test_implementation():    sprite = CircleSprite(x=0, y=0, radius=1)    verify.verifyObject(ISprite, sprite)

這可以由 pytest、nose  或其他測試框架運行，它將驗證創建的精靈是否符合接口。測試通常是局部的：它不會測試僅在文檔中提及的內容，甚至不會測試方法是否可以在沒有異常的情況下被調用！但是，它會檢查是否存在正確的方法和屬性。這是對單元測試套件一個很好的補充，至少可以防止簡單的拼寫錯誤通過測試。

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