Python：如何设计一个元素必须引用其容器的容器

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数据工程师

提问于 2025-04-15 21:38

(标题确实不太好。请原谅我的英语，这是我能想到的最好表达方式。)

我正在写一个Python脚本，用来管理电子邮件域名和它们的账户，同时我对面向对象编程（OOP）设计还是个新手。我的两个（相关的？）问题是：

域名类（Domain class）需要做一些特殊的工作来添加和删除账户，比如在底层实现中添加或删除它们。
如何管理账户上的操作，这些操作必须通过它们的容器来进行。

为了解决第一个问题，我打算在域名类中添加一个工厂方法，这个方法会在该域名下创建一个账户实例，还有一个“删除”（反工厂？）方法来处理删除操作。

至于第二个问题，我觉得这有点“反面向对象”，因为本来应该是对账户的操作（比如，修改密码），却总是要引用包含它的域名。我觉得我必须在账户中添加一个指向域名的引用，利用这个引用来获取数据（比如域名）或调用域名类的方法。

代码示例（元素使用来自容器的数据），管理一个底层的 Vpopmail 系统：

class Account:
    def __init__(self, name, password, domain):
        self.name = name
        self.password = password
        self.domain = domain
    def set_password(self, password):
        os.system('vpasswd %s@%s %s' % (self.name, self.domain.name, password)
        self.password = password

class Domain:
    def __init__(self, domain_name):
        self.name = domain_name
        self.accounts = {}
    def create_account(self, name, password):
        os.system('vadduser %s@%s %s' % (name, self.name, password))
        account = Account(name, password, self)
        self.accounts[name] = account
    def delete_account(self, name):
        os.system('vdeluser %s@%s' % (name, self.name))
        del self.accounts[name]

另一种选择是让Account.set_password调用一个域名的方法来完成实际工作——这对我来说听起来同样糟糕。

还要注意数据的重复（账户名也作为字典的键），这听起来合理（账户名在一个域名中是“主键”），但账户需要知道自己的名字。

编辑：请注意，上面的代码只是一个快速示例，可以把它当作伪代码。它故意不考虑错误情况或安全问题，并且在类的数据和方法上是不完整的（每个用户的垃圾邮件设置、自动回复、转发、获取邮箱大小等……）。

此外，这只是我手头的一个示例，但我认为它可以推广到其他类似树形结构的不同逻辑结构，其中节点必须知道它们的子节点，而子节点必须调用父节点（或更高层的祖先）来执行某些操作。对我来说，这在逻辑上类似于类的继承，但应用于相互关联的不同类型（类）的实例。

面向对象编程伪代码继承关系账户管理数据引用逻辑结构工厂方法域名管理

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我觉得在Domain类里不需要有创建或删除账户的方法。我更倾向于这样做：

class Account:
    def __init__(self, name, password, domain):
        ...

    def activate(self):
        self.domain.add(self)
        os.system('vadduser %s@%s %s' % (name, self.domain.name, password))

    def deactivate(self):
        self.domain.remove(self)
        os.system('vdeluser %s@%s' % (name, self.domain.name)

如果你有很多这样的对象之间的关系，我认为标准的做法是使用数据库。在Python中，最流行的数据库工具之一是SQLAlchemy。它可以有效地存储这些关系并进行查找（还有很多其他功能）。不过在你的例子里，这样做显然有点过于复杂，我想唯一的选择就是像我代码里那样手动处理。

回答于 2025-04-15 由 Python大师

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在Python中，人们通常会避免使用递归关系，因为Python的垃圾回收机制通常是通过引用计数来实现的。

最简单的解决办法是：在容器内部进行需要的操作。

稍微复杂一点的解决办法是：当容器被查询某个对象时，创建一个临时的代理对象，这个代理对象同时持有对容器和被包含对象的引用，并且实现被包含对象的接口；然后返回这个代理对象，而不是直接返回被包含的对象。

回答于 2025-04-15 由 Python大师

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对于你提到的操作，实际上不太清楚你是否真的需要Account这个东西。它唯一保存的信息就是密码，而这些信息在Domain里已经有重复了。你可以直接把Domain.accounts设置成一个查找表，格式是用户名: 密码。

在你需要之前，别随便增加身份相关的类。

顺便说一下，当你有一些对象是由其他对象拥有时，通常会让这些对象知道它们的“主人”，并在需要的时候向上沟通。Python没有像某些语言那样的内部类的概念来表示这种拥有关系。

另外，别把字符串拼接成命令行来用os.system；这样做会有很大的安全风险。可以看看subprocess模块，它提供了一种更安全、更简单的方式来传递参数。

回答于 2025-04-15 由 Python大师

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