定义

1. 接口(interface)

学过静态语言的同学一定对接口的概念并不陌生，它类似于我们家里用的插座标准，要用电器时，我们得先查看对应的插头是否和插座孔匹配。也正因为此，接口给我们提供了很大的方便，比如，我们对应看到三孔的插头，一般使用在冰箱，空调等大功率电器上。可以这么说，它给我们限定了一个边界，让我们看到接口，就知道它有哪些作用

2. 鸭子类型(Duck Typing) / 协议(Protocols)/ 非正式接口(Informal Interfaces)

这几个概念在python中是一个意思，以下我仅用协议作为指代

python中有一个可爱的概念是鸭子类型，还有一句与之对应的至理名言

If it talks and walks like a duck, then it is a duck

如果我们在运行时，用到一个对象，能够像鸭子一样，呱呱叫，做冲鸭的动作

那么，我们就将它当做鸭子对象处理。这就是鸭子对象(即协议或非正式接口)，协议就是我们约定俗成的，大家都默认遵守的规矩。正因为python具有这个特性，它因此变得相当灵活。比如，你在使用一个对象时，不用再去校验对象的类型，才去使用，而是可以直接去实验是否有这个功能，如果有就可以继续下一步，而如果没有，就直接报错。这样做可以大大节省我们的开发时间，而python内部有很多定义好的协议供我们使用，带双下划线的魔法方法(如__init__、__iter__、__str__等)都是。

示例

1. 接口(interface)

[code lang=”py”]

import abc

class Programmer(object):

__metaclass__ = abc.ABCMeta

@abc.abstractmethod

def code(self):

return "code"

[/code]

abc这个包提供各种抽象基类的方法，我们可以通过继承、复用它的方法实现一个自定义抽象接口类，比如这里，我们通过将元类设置成abc.ABCMeta，通过实现它的abstractmethod方法定义一个抽象接口。当然还有别的实现方式，可以参考我文末给出的参考链接查看

2.协议(Protocols)[

[code lang=”py”]

class Programmer:

def __len__(self):

return 20

p = Programmer()

print(len(p))

[/code]

原本我们的类是没有长度这个属性的，这里我们给这个类添加了协议方法__len__，使得它能够被len调用。在代码中，我们可以充分利用它的特性，增强我们类的基本功能使得类功能更加强大，代码更加精简

特点

1. 接口(interface)

实现接口前，我们会定义一个抽象基类(示例1)，但这个基类不可以被直接实例化

抽象基类的一般使用方式是，让别的类继承并实现特定的抽象方法(示例1中被@abc.abstractmethod包裹的方法)

我们一般可以通过判断某个对象是否为某个类的方式，判断某个对象是否默认具有某种特征，如判断isinstance(obj, list)，这里判断obj是否为list类，以判断时候可以迭代

2.协议(Protocols)[mks_separator style=”solid” height=”2″]可以通过实现内部的模仿方法拓展类，使得类变得更加强大

动态语言的灵活性通过协议的机制体现出来，使用时不需要判断类型，如果通过就默认具备某种特征，否则就没有该特征，简洁优雅

使用示范

1.猴子补丁

[code lang=”py”]

class Programmer:

def __init__(self, iterable):

self._data = list(iterable)

def __len__(self):

return len(self._data)

def __getitem__(self, index):

return self._data[index]

[/code]

定义一个Programmer类对象，我们此时在程序运行的过程中，对它进行动态改造，看下如何实现

[code lang=”py”]

from programmer import Programmer

p = Programmer(range(20))

def set_item(temp, i, item):

… temp._data[i] = item

…

Programmer.__setitem__ = set_item

p[1] = 2233

for i in p:

… print (i)

…

输出：

>>>0

>>>2233

>>>2

>>>3

>>>4

>>>.

>>>.

>>>.

>>>19

[/code]

我们在程序运行的时候，对Programmer这个对象增加了__setitem__功能，实现动态添加我们需要的功能，十分方便

2.注册方法

除了通过继承抽象基类的方式实现接口，我们还可以通过注册方法实现接口，也有一种说法叫做虚拟子类，它能够在即使不继承基类的情况下，依然被视作基类的子类。很绕是不是，我们看个例子就明白了

[code lang=”py”]

import abc

class Programmer(abc.ABC):

@abc.abstractmethod

def code(self):

pass

@Programmer.register

class Tom:

pass

t = Tom()

print(issubclass(Tom, Programmer))

print(isinstance(t, Programmer))

输出结果：

>>>True

>>>True

[/code]

我们可以很清楚的看见，通过注册的方式实现子类，我们即使不实现基类的方法也没有关系，而且最后的输出结果我们可以看出，它们也是被视作基类的子类，但一般我们不推荐这种做法，很显然，这样的代码放到日常开发中，估计要被拉出去墙角嘲讽一个月

一点建议

1. 除非必要，不要自己实现抽象基类，这就失去了动态语言的灵活性

2. 在实现抽象基类前，要先去标准库中寻找基类，绝大部分抽象基类，官方已经贴心的为我们准备好了(https://docs.python.org/3/library/collections.abc.html#module-collections.abc)

参考资料：