Python，一次实例化类并在其他类中使用它们的正确方法

Question

我有一些代码用于解决一个名为 nurikabe 的益智游戏，最近我一直在将其重写为 OOP（仍在学习）并具有以下结构：

# CNurikabe.py
from includes import Board, Validation, Heuristics
class CNurikabe(object):
    ...

# CValidation.py
from includes import Board, Heuristics
class CValidation(object):
    ...

# CHeuristics.py
from includes import Board
class CHeuristics(object):
    ...

# CBoard.py
class CBoard(object):
    def __init__(self, filename):
        # Vars shared by every class
        self.x, self.y, self.z, self.t = self.parseData(filename)

# run.py
from CNurikabe import CNurikabe
nurikabe = CNurikabe()
nurikabe.solve('output')

# includes.py
from CBoard import CBoard   
Board = CBoard('data.dat')

from CHeuristics import CHeuristics
Heuristics = CHeuristics()

from CValidation import CValidation
Validation = CValidation()

CBoard 类具有必须在所有其他类之间共享的信息（例如板尺寸、数字坐标等），我也希望它被实例化一次，如果可能的话防止依赖注入（不必要地将文件名传递给每个类初始化方法，例如）

需要这些类来访问以下内容：

CValidation 类使用：CBoard 和 CHeuristics

CHeuristics 类使用：CBoard

CNurikabe 类使用：CBoard、CValidation 和 CHeuristics

我的代码按预期工作。我可以按照我想要的方式在其他类中调用其他类的方法，例如：

# CNurikabe.py:
class CNurikabe(object):
    def someFunc(self):
        for i in range(Board.dimensionx):
            Heuristics.doSomeStuff()
            Validation.doSomeMore()

但我可能读过太多关于全局变量如何邪恶的文章。此外，includes.py 中的代码有点骇人听闻，因为如果我更改导入的顺序，程序将无法运行，抱怨无法导入某些名称。

我还尝试了另一种方法，仅全局实例化 CBoard 类，然后为其他类创建我需要的类的实例。但我觉得这有点重复，例如在每个类中创建一个独特的 CHeuristics 全局实例，但这仍然无法解决 CBoard 全局问题。

我也想过在每个类的 init 中创建一个实例，但是代码会非常冗长，例如必须调用：self.Heuristics.doSomeStuff()

所以我的问题是有什么更好的方法来构建它？我读过关于单例模式（这可能有点过分，因为它是一个小项目），以及为多种语言（如 C++ 和 PHP）做这件事的无穷无尽的方法。实际上我这样做的方式类似于“外部类实例”；用 C++ 做的方式，很久以前我在做一个具有这种风格的 C++ 项目，我喜欢它，没有发现任何问题，尽管类实例是全局的。

Answer 1

全局变量是邪恶的。但是，您可能需要一个将一些东西封装在一起的单例模式。我从 C++ 和 Python 获得的经验是，您可以很好地使用语言的混合特性，并使用模块作为单例。 （如果你仔细想想，模块变量扮演单例成员变量的角色，模块中的普通函数类似于单例的方法。）

这种方式我建议将板子功能放入board.py启发式功能放入heuristic.py，...，将方法转换为函数，将self.variable转换为variable并使用：

import board
import heuristic
import validation

...

class CNurikabe:     # the explicit (object) base class is not needed in Python 3
    def someFunc(self):
        for i in range(board.dimensionx):
            heuristics.doSomeStuff()
            validation.doSomeMore()

将import board 视为获取对单例实例的引用——实际上是这样，因为模块对象只有一个实例。它在语法上与您的旧代码相同——除了获取实例（模块）会更容易。

更新：一旦你需要更多实例，你应该重新考虑类。然而，传递对象在 Python 中是非常便宜的操作——你只复制引用值（技术上是地址，即 4 或 8 个字节）。获得参考值后，您可以轻松地将其分配给局部变量。 （Python中的每一次赋值都意味着复制引用值，从而共享对被赋值对象的访问。这样，实际上就不需要全局变量，也没有借口使用全局变量。

使用局部变量，语法仍然保持不变。