Python中的鸭子类型 Python中的鸭子类型

今天，我们来聊一聊Python中的鸭子类型（duck typing）。
编程语言具有类型概念，例如Python中有数字类型、字符串类型、布尔类型，或者更加复杂的结构，例如元组tuple、列表list、集合set和字典类型dict等等。
根据如何将类型解析并赋值给各种构造（例如变量，表达式，函数，函数参数等），编程语言可以归类为“鸭子类型”，“结构化类型”或“标称类型”。
本质上，分类决定了对象如何被解析并推断为具体的类型。
鸭子测试鸭子类型（duck typing）语言使用鸭子测试来评估对象是否可以被解析为特定的类型。Python就是其中一种。
这个概念的名字来源于由詹姆斯·惠特科姆·莱利提出的鸭子测试。“鸭子测试”可以这样表述：

“如果看起来像鸭子，叫起来像鸭子，那么它一定是鸭子。”

If it looks like a duck and quacks like a duck, it must be a duck.
James Whitcomb Riley

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鸭子类型鸭子类型在程序设计中是动态类型的一种风格。在这种风格中，一个对象有效的语义，不是由继承自特定的类或实现特定的接口，而是由"当前方法和属性的集合"决定。
在鸭子类型中，关注点在于对象的行为，能作什么；而不是关注对象所属的类型。例如，在不使用鸭子类型的语言中，我们可以编写一个函数，它接受一个类型为"鸭子"的对象，并调用它的"走"和"叫"方法。在使用鸭子类型的语言中，这样的一个函数可以接受一个任意类型的对象，并调用它的"走"和"叫"方法。如果这些需要被调用的方法不存在，那么将引发一个运行时错误。任何拥有这样的正确的"走"和"叫"方法的对象都可被函数接受的这种行为引出了以上表述，这种决定类型的方式因此得名。
鸭子类型通常得益于"不"测试方法和函数中参数的类型，而是依赖文档、清晰的代码和测试来确保正确使用。
在常规类型中，我们能否在一个特定场景中使用某个对象取决于这个对象的类型，而在鸭子类型中，则取决于这个对象是否具有某种属性或者方法——即只要具备特定的属性或方法，能通过鸭子测试，就可以使用。

Python术语 Python术语表中的鸭子类型duck-typing：

A programming style which does not look at an object’s type to determine if it has the right interface; instead, the method or attribute is simply called or used (“If it looks like a duck and quacks like a duck, it must be a duck.”) By emphasizing interfaces rather than specific types, well-designed code improves its flexibility by allowing polymorphic substitution. Duck-typing avoids tests using type() or isinstance(). (Note, however, that duck-typing can be complemented with abstract base classes.) Instead, it typically employs hasattr() tests or EAFP programming.

译文：

鸭子类型是一种编程风格，决定一个对象是否有正确的接口，关注点在于它的方法或属性，而不是它的类型(“如果它看起来像鸭子，像鸭子一样嘎嘎叫，那么它一定是鸭子。”)。通过强调接口而不是特定类型，设计良好的代码通过多态提高了灵活性。鸭子类型无需使用 type()或 isinstance() 进行检查(注意，鸭子类型可以用抽象基类来补充)，相反，它通常使用 hasattr()来检查，或是 EAFP 编程。

代码示例举个例子：

# 定义一个计算函数，接收3个入参 def calculate(a, b, c): return (a + b) * c# 分别计算3种情况的结果 result1 = calculate(1, 2, 3) result2 = calculate([1, 2, 3], [4, 5, 6], 2) result3 = calculate("打工人", "打工魂", 3)# 打印3种结果 print(result1, result2, result3, sep='\n')

代码解释：在上面的例子中，我们每次调用calculate()都使用的是不同的对象（数字、列表和字符串），并且它们在继承关系中没有联系。只要输入对象支持+和*方法，操作就能成功。
【Python中的鸭子类型】执行后输出：

9 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6] 打工人打工魂打工人打工魂打工人打工魂

这样，鸭子类型在不使用继承的情况下使用了多态。
再举个栗子：

# 鸭子类 class Duck:def quack(self): print("这鸭子正在嘎嘎叫")def feathers(self): print("这鸭子拥有白色和灰色的羽毛")# 人类 class Person:def quack(self): print("这人正在模仿鸭子")def feathers(self): print("这人在地上拿起1根羽毛然后给其他人看")# 函数/接口 def in_the_forest(duck): duck.quack() duck.feathers()if __name__ == '__main__':donald = Duck()# 创建一个Duck类的实例 john = Person()# 创建一个Person类的实例in_the_forest(donald)# 调用函数，传入Duck的实例 in_the_forest(john)# 调用函数，传入Person的实例

代码运行后输出：

这鸭子正在嘎嘎叫这鸭子拥有白色和灰色的羽毛这人正在模仿鸭子这人在地上拿起1根羽毛然后给其他人看

总结鸭子类型是一个与动态类型（dynamic typing）相关的概念，其中关注的是它定义的方法，而不太关注对象的类型或所属类。当您使用鸭子类型时，你无需做检查类型。相反，您要检查给定方法或属性是否存在。
鸭子类型语言为程序员提供了最大的灵活性，程序员只需写最少量的代码。但是这些语言可能并不安全，可能会产生运行时错误，使用时需要格外注意。

参考链接：