Python 中的鸭子类型和猴子补丁

作者：AlwaysBeta

2022 年 4 月 11 日
本文字数：1871 字
阅读完需：约 6 分钟

原文链接： Python 中的鸭子类型和猴子补丁

大家好，我是老王。

Python 开发者可能都听说过鸭子类型和猴子补丁这两个词，即使没听过，也大概率写过相关的代码，只不过并不了解其背后的技术要点是这两个词而已。

我最近在面试候选人的时候，也会问这两个概念，很多人答的也并不是很好。但是当我向他们解释完之后，普遍都会恍然大悟：“哦，是这个啊，我用过”。

所以，我决定来写一篇文章，探讨一下这两个技术。

鸭子类型

引用维基百科中的一段解释：

鸭子类型（duck typing）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。

更通俗一点的说：

当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子。

也就是说，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。

我们看一个例子，更形象地展示一下：

# 这是一个鸭子（Duck）类class Duck:    def eat(self):        print("A duck is eating...")
    def walk(self):        print("A duck is walking...")

# 这是一个狗（Dog）类class Dog:    def eat(self):        print("A dog is eating...")
    def walk(self):        print("A dog is walking...")

def animal(obj):    obj.eat()    obj.walk()

if __name__ == '__main__':    animal(Duck())    animal(Dog())

复制代码

程序输出：

A duck is eating...A duck is walking...A dog is eating...A dog is walking...

复制代码

Python 是一门动态语言，没有严格的类型检查。只要 Duck 和 Dog 分别实现了 eat 和 walk 方法就可以直接调用。

再比如 list.extend() 方法，除了 list 之外，dict 和 tuple 也可以调用，只要它是可迭代的就都可以调用。

看过上例之后，应该对「对象的行为」和「对象所属的类型」有更深的体会了吧。

再扩展一点，其实鸭子类型和接口挺像的，只不过没有显式定义任何接口。

比如用 Go 语言来实现鸭子类型，代码是这样的：

package main
import "fmt"
// 定义接口，包含 Eat 方法type Duck interface {  Eat()}
// 定义 Cat 结构体，并实现 Eat 方法type Cat struct{}
func (c *Cat) Eat() {  fmt.Println("cat eat")}
// 定义 Dog 结构体，并实现 Eat 方法type Dog struct{}
func (d *Dog) Eat() {  fmt.Println("dog eat")}
func main() {  var c Duck = &Cat{}  c.Eat()
  var d Duck = &Dog{}  d.Eat()
  s := []Duck{    &Cat{},    &Dog{},  }  for _, n := range s {    n.Eat()  }}

复制代码

通过显式定义一个 Duck 接口，每个结构体实现接口中的方法来实现。

猴子补丁

猴子补丁（Monkey Patch）的名声不太好，因为它会在运行时动态修改模块、类或函数，通常是添加功能或修正缺陷。

猴子补丁在内存中发挥作用，不会修改源码，因此只对当前运行的程序实例有效。

但如果滥用的话，会导致系统难以理解和维护。

主要有两个问题：

补丁会破坏封装，通常与目标紧密耦合，因此很脆弱
打了补丁的两个库可能相互牵绊，因为第二个库可能会撤销第一个库的补丁

所以，它被视为临时的变通方案，不是集成代码的推荐方式。

按照惯例，还是举个例子来说明：

# 定义一个Dog类class Dog:    def eat(self):        print("A dog is eating ...")

# 在类的外部给 Dog 类添加猴子补丁def walk(self):    print("A dog is walking ...")

Dog.walk = walk
# 调用方式与类的内部定义的属性和方法一样dog = Dog()dog.eat()dog.walk()

复制代码

程序输出：

A dog is eating ...A dog is walking ...

复制代码

这里相当于在类的外部给 Dog 类增加了一个 walk 方法，而调用方式与类的内部定义的属性和方法一样。

再举一个比较实用的例子，比如我们常用的 json 标准库，如果说想用性能更高的 ujson 代替的话，那势必需要将每个文件的引入：

import json

复制代码

改成：

import ujson as json

复制代码

如果这样改起来成本就比较高了。这个时候就可以考虑使用猴子补丁，只需要在程序入口加上：

import json  import ujson  

def monkey_patch_json():      json.__name__ = 'ujson'      json.dumps = ujson.dumps      json.loads = ujson.loads  

monkey_patch_json()

复制代码

这样在以后调用 dumps 和 loads 方法的时候就是调用的 ujson 包，还是很方便的。

但猴子补丁就是一把双刃剑，问题也在上文中提到了，看需，谨慎使用吧。

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发布于: 2022 年 04 月 11 日阅读数: 17

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/cfa7f66952468c2277f693900】。

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