day_04: 我不會物件導向

我雖然在 Java 有十多年經驗，但 Python 的物件導向我還尚未深入研究，希望這樣的開頭不會撲滅你的興致，我這篇來分享我在 Python 中看見的物件導向觀點。

Object, 物件

通常在 scripting language 裡頭，物件導向的思維、物件的概念，都跟在一些具有嚴謹類別階層的語言不太一樣。例如在 PyLR 裡頭，第三章談到 object 時，它說：

Objects are Python’s abstraction for data. All data in a Python program is represented by objects or by relations between objects.

有人說 Python 裡什麼都是物件，這句話對一半。在 Ruby 剛出來時，它也是宣稱什麼都是物件。而 JavaScript 也有人如此宣稱。然而，我認為一個語言要稱自己的物件導向徹底到一個程度，它必須滿足三個條件：

具備根類別，所有物件都是從根類別衍生出來的，這在 Python 裡，是一個叫 object 的類別
具備封裝能力，至少能有 public、private、protected 這三種存取控制機制 (其實大多數 scripting language 很難做到這層面，不該苛求啦...)
透過類別定義而來的多型機制，我可以使用這物件的某個行為 (method)，是因為它的類別或介面有定義，而非剛好它有這個函式 (function) (碰過 Ruby 的人，知道我說的正是 duck typing...)

精確地來說，Python 應該說是一個以物件的形式來表現資料的語言，而非一個 everything is object 的語言。

self, 自參考

在物件導向的實作中，大概有這兩種區分屬於類別、屬於物件不同之處。一種是把所有的成員都預設當作物件的，除非特別標示，它才是類別的，像 Java、C# 都是標為 static；另一種是把所有成員都預設成類別的，除非特別傳入自參考 (如：self)，或特別指定它與 self 之間的關係，它才會是屬於物件的。

例如這樣：

class Sample:
    static_attr = 1

    def __init__(self):
        self._attr = 0

    def get_attr(self):
        return self._attr

    @staticmethod
    def get_attr_of_class():
        return static_attr

Python 的成員查找邏輯其實可以更複雜，進一步可以參考淺談 Python 的屬性

既然談到物件與類別成員，我想從另一個角度來分享。

動態定義成員

Python 既然不同於傳統的靜態型別語言，那麼我們對它的期待，一定會是它能動態建立成員內容。這應該怎麼做呢？

例如我們要為剛剛那個 Sample 的物件增加某個屬性，這時可以透過 __setattr__ 來達成：

class Sample:
    def __init__(self):
        pass

    def add_attr(self, name, value):
        self.__attr__(name, value)


sample = Sample()
sample.add_attr('foo', 100)
sample.foo  # 100

如果，從另一個方面來講，有人呼叫了 Sample 未定義的物件，也忘了呼叫 add_attr 怎麼辦？這時候可以搭配 __getattr__ 來使用：

class Sample:
    def __init__(self):
        pass

    def __getattr__(self, name):
        return self.__setattr__(name, 'EMPTY')

sample = Sample()
sample.foo  # EMPTY

當 Python 發現 sample 這個物件沒有 foo 這個屬性時，會自動呼叫 __getattr__，而 __getattr__ 便會透過內定的 __setattr__ 自動增添一個屬性，並賦予預設值 EMPTY。