Python：类型检查需要循环导入

Question

首先，我知道关于循环导入的问题已经有很多问答了。

简单来说，答案就是：“好好设计你的模块或类结构，就不需要循环导入。”这话没错。我在当前项目中努力设计，觉得自己做得还不错。

但我遇到的具体问题是：我需要在一个模块中进行类型检查，而这个模块已经被包含类的模块导入了。这就导致了导入错误。

就像这样：

foo.py:

from bar import Bar

class Foo(object):

    def __init__(self):
        self.__bar = Bar(self)

bar.py:

from foo import Foo

class Bar(object):

    def __init__(self, arg_instance_of_foo):
        if not isinstance(arg_instance_of_foo, Foo):
            raise TypeError()

解决方案1：如果我把类型检查改成字符串比较，那就能工作了。但我不太喜欢这个方案（字符串比较对于简单的类型检查来说比较耗费资源，而且在重构时可能会出问题）。

bar_modified.py:

from foo import Foo

class Bar(object):

    def __init__(self, arg_instance_of_foo):
        if not arg_instance_of_foo.__class__.__name__ == "Foo":
            raise TypeError()

解决方案2：我也可以把这两个类放到一个模块里。但我的项目有很多不同的类，比如“Bar”这个例子，我想把它们分开到不同的模块文件中。

既然我自己的两个解决方案都不适合我：有没有人能提供一个更好的解决方案呢？

Answer 1

你可以在bar.py文件中这样延迟导入：

class Bar(object):

    def __init__(self, arg_instance_of_foo):
        from foo import Foo
        if not isinstance(arg_instance_of_foo, Foo):
            raise TypeError()

Answer 2

你可以通过编程来使用 interface（在 Python 中叫做 ABC，即 抽象基类），而不是直接使用具体的类型 Bar。这是很多编程语言中解决包或模块之间相互依赖的经典方法。从概念上讲，这样做也能让你的对象模型设计得更好。

在你的例子中，你可以在其他模块中定义一个接口 IBar（或者甚至在包含 Foo 类的模块中定义，这取决于你如何使用这个 abc）。然后你的代码看起来会像这样：

foo.py:

from bar import Bar, IFoo

class Foo(IFoo):
    def __init__(self):
        self.__bar = Bar(self)

# todo: remove this, just sample code
f = Foo()
b = Bar(f)
print f
print b
x = Bar('do not fail me please') # this fails

bar.py:

from abc import ABCMeta
class IFoo:
    __metaclass__ = ABCMeta

class Bar(object):
    def __init__(self, arg_instance_of_foo):
        if not isinstance(arg_instance_of_foo, IFoo):
            raise TypeError()

Answer 3

最好的办法就是不检查类型。

另一种解决方案是，在两个类都加载之前，不去创建或引用 Foo 或 Bar。如果第一个模块先加载，就等到 class Foo 这行代码执行完后，再去创建或引用 Bar。同样的，如果第二个模块先加载，就等到 class Bar 这行代码执行完后，再去创建或引用 Foo。

这其实就是 ImportError 的根源。如果你改成先 "import foo" 和 "import bar"，然后在需要用到 Foo 的地方用 foo.Foo，在需要用到 Bar 的地方用 bar.Bar，就能避免这个问题。这样做的话，直到创建 Foo 或 Bar 之前，你都不会去引用它们，这样就能确保在两个都创建完之后再使用它们（否则你会遇到 AttributeError 的错误）。