用什么来替换python中的接口/协议

Question

我正在制作一个国际象棋游戏，并想制作一个标准的棋子接口/协议。 Python 语言中没有这些，那么我应该使用什么？我读了一些关于工厂的文章，但我不确定它们会如何提供帮助。提前致谢！

Answer 1

Python 3.8 中的新功能：

接口和协议的一些好处是在开发过程中使用内置于 IDE 中的工具进行类型提示，以及在运行前检测错误的静态类型分析。这样，当您检查代码时，静态分析工具可以告诉您是否尝试访问未在对象上定义的任何成员，而不是仅在运行时发现。

typing.Protocol 类作为“结构子类型化”的机制添加到 Python 3.8。这背后的强大之处在于它可以用作隐式基类。也就是说，任何具有与Protocol 定义的成员匹配的成员的类都被认为是它的子类，以便进行静态类型分析。

PEP 544 中给出的基本示例展示了如何使用它。

from typing import Protocol

class SupportsClose(Protocol):
    def close(self) -> None:
        # ...

class Resource:
    # ...
    def close(self) -> None:
        self.file.close()
        self.lock.release()

def close_all(things: Iterable[SupportsClose]) -> None:
    for thing in things:
        thing.close()

file = open('foo.txt')
resource = Resource()
close_all([file, resource])  # OK!
close_all([1])     # Error: 'int' has no 'close' method

注意：typing-extensions package 向后移植 typing.Protocol 用于 Python 3.5+。

Answer 2

简而言之，您可能根本不需要担心它。由于 Python 使用 duck typing - 另请参阅 Wikipedia article 以获得更广泛的定义 - 如果对象具有正确的方法，它将简单地工作，否则将引发异常。

您可能有一个 Piece 基类，其中一些方法抛出 NotImplementedError 以表明它们需要重新实现：

class Piece(object):

    def move(<args>):
        raise NotImplementedError(optional_error_message) 

class Queen(Piece):

    def move(<args>):
        # Specific implementation for the Queen's movements

# Calling Queen().move(<args>) will work as intended but 

class Knight(Piece):
    pass

# Knight().move() will raise a NotImplementedError

或者，您可以使用isinstance 或isubclass 显式验证您收到的对象以确保它具有所有正确的方法，或者它是Piece 的子类。 请注意，检查类型可能不会被某些人认为是“Pythonic”，使用NotImplementedError 方法或abc 模块（如this very good answer 中所述）可能更可取。

您的工厂只需要生成具有正确方法的对象实例。

Answer 3

我通常不使用 Python 中的接口，但如果你必须这样做，你可以使用zope.interface。然后，您可以验证类或对象是否实现了某些接口。此外，如果类没有实现所有方法或属性，它也会引发错误。 Twisted 和其他框架使用这个库。

Answer 4

我用 Python（使用 tkinter）编写了一个国际象棋游戏，我这样做的方式是创建一个 Piece 类，Queen/Knight/等。从 Piece 类、Player 类、Square 类和 tkinter 主循环的主程序类继承的类。每个棋子都有一个颜色和位置，以及一种帮助为直线移动直到被阻止的棋子生成移动集的方法。每个特定的 Piece 子类都包含一个确定其移动集的方法。 Square 对象包含棋子和棋盘在棋盘上的位置。

主程序类有一个__init__，用于设置棋盘、放置棋子、加载棋子图标和音效以及初始化选项。 draw_board 方法重绘棋盘，重置所有部分并重新绑定热键。然后还有其他各种方法来加载新图标、开始新游戏、设置音量、保存、撤消、城堡等等。

我还没有完成第 10 版，但您可以获取第 9 版的源代码和资产here。

您也可以查看开源Shane's Chess Information Database。没用过，感觉挺好看的。

Answer 5

尽管 Python 是动态的，可以使用鸭子类型，但仍然可以实现 Java 和 C# 所称的“接口”。这是通过声明一个抽象基类来完成的。 https://docs.python.org/2/library/abc.html 或 https://docs.python.org/3.4/library/abc.html

定义 ABC 时，将所有类接口方法放入其中，并在其主体中包含 pass 或 raise NotImplementedError。子类从您的 ABC 继承并覆盖这些方法，就像任何其他子类覆盖父类方法一样。 （由于 Python 具有多重继承，它们可以从您的 ABC 以及您喜欢的任何其他类继承。）

Answer 6

Python 的美妙之处在于不需要接口。由于鸭子类型，您可以创建几个具有相同方法签名的类：

class Queen:
  def move(self, x, y):
    #do stuff

class Pawn:
  def move(self, x, y):
    # do stuff

这些类的实例可以互换使用：

def make_move(piece, x, y):
  piece.move(x, y)

q = Queen()
make_move(q, 0, 0)
p = Pawn()
make_move(p, 4, 5)

请注意，对于成熟的国际象棋游戏来说，上述设计绝不是一个好的设计。它仅用于说明目的。

Answer 7

有一种模仿 Python 接口的好方法。 在 Python 中生成“接口”类时使用metaclass=ABCMeta 以及必须为此接口实现的所有方法的 @abstractmethod 装饰器。两者都来自abc 班级。 （如果没有实现任何这样的@abstractmethod-decorated 方法，在继承时实现“接口”类，一旦从这样的具体类生成实例，就会引发NotImplementedError。）

作为命名约定，所有此类类都以大写 I 开头（表示I接口）。

from abc import ABCMeta, abstractmethod


class IPiece(metaclass=ABCMeta):
    "The Piece Interface"
    
    @abstractmethod
    def move(<args>):
        "NotImplementedError is superfluous, instead, one can use this space"
        "To write some remarks, comments, annotations..."

class Queen(Piece):

    def move(<args>):
        # Specific implementation for the Queen's movements