Python类的使用风格与单一职责原则

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提问于 2025-04-17 15:30

我已经学习Python一段时间了，了解了一些Python的风格，但在如何正确使用类方面还是有些困惑。当我阅读面向对象的课程时，经常会看到一些规则，比如单一职责原则，它的意思是：

“单一职责原则说的是，一个类应该只有一个、并且仅有一个，改变的理由。”

看到这个，我可能会想到把一个类拆分成两个，比如：

class ComplicatedOperations(object):
    def __init__(self, item):
        pass

    def do(self):
        ...

    ## lots of other functions

class CreateOption(object):
    def __init__(self, simple_list):
        self.simple_list = simple_list

    def to_options(self):
        operated_data = self.transform_data(self.simple_list)
        return self.default_option() + operated_data

    def default_option(self):
        return [('', '')]

    def transform_data(self, simple_list):
        return [self.make_complicated_operations_that_requires_losts_of_manipulation(item)
                        for item in simple_list]

    def make_complicated_operations_that_requires_losts_of_manipulation(self, item):
            return ComplicatedOperations(item).do()

这让我产生了很多不同的问题，比如：

我应该什么时候使用类变量，或者在类函数中传递参数呢？
ComplicatedOperations这个类应该是一个类，还是只是一堆函数呢？
__init__方法应该用来计算最终结果吗？这样会不会让这个类变得难以测试？
对于Python程序员来说，有哪些规则呢？

在得到答案后编辑：

所以，阅读了Augusto的理论后，我会得到这样的结果：

class ComplicatedOperations(object):
    def __init__(self):
        pass

    def do(self, item):
        ...

    ## lots of other functions

def default_option():
    return [('', '')]

def complicate_data(item):
    return ComplicatedOperations().do(item)

def transform_data_to_options(simple_list):
    return default_option() + [self.complicate_data(item)
                    for item in simple_list]

（还修正了一个关于default_option的小错误。）

类设计编程风格面向对象类变量代码可维护性设计原则单一职责原则方法测试

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我什么时候应该使用类变量，或者在类函数中传递参数？

在你的例子中，我会把 item 作为参数传递给 do 方法。此外，这个原则适用于任何编程语言：给类提供它所需的信息（最小权限），而把那些不是你算法内部需要的东西通过参数传递（依赖注入）。所以，如果 ComplicatedOperations 不需要 item 来初始化自己，就不要把它作为初始化参数；如果它需要 item 来完成工作，那就把它作为参数传递。

ComplicatedOperations 类应该是一个类，还是只是一堆函数？

这要看情况。如果你在使用各种操作，并且它们有一些共同的接口或约定，那当然可以。如果这些操作反映了某个概念，并且所有方法都和这个类相关，那也没问题。但如果它们之间关系不大，你可能只需要用函数，或者重新考虑一下单一职责原则，把这些方法拆分到其他类中。

初始化方法应该用来计算最终结果吗？这样会让这个类难以测试吗？

不会，初始化方法是用来初始化的，你应该把具体的工作放在一个单独的方法里。

另外，由于缺乏上下文，我不太明白 CreateOption 的作用。如果它只是像上面那样使用，你可能可以直接把它去掉……

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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类是一种组织结构。所以，如果你不利用它们来进行组织，那就是在走错路。 :)

你可以用类来做几件不同的事情来帮助组织：

把数据和使用这些数据的方法放在一起，这样代码就能在一个地方处理这些数据。
把相似的功能放在一起，这样就能提供一个易于理解的接口，因为“大家都知道”所有的数学功能都在数学对象里。
提供方法之间的明确沟通，建立一个“传送带”式的操作流程，每个操作都是一个黑箱，只要遵循标准，它们可以随意改变。
抽象一个概念。这可以包括子类、数据、方法等等，围绕某个中心思想，比如数据库访问。这个类就成了你在其他项目中可以用的组件，修改的工作量很小。

如果你不需要像上面那样进行组织，那就应该追求简单，采用过程式或函数式编程。Python的核心在于拥有一个工具箱，而不是一把锤子。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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我个人觉得类就像是一些概念。我会定义一个操作类（Operation），它的行为就像一个操作，所以里面会有一个 do() 方法，还有其他可能让它独特的方法和属性。

正如 mgilson 所说的，如果你无法清晰地定义和区分某个概念，也许用简单的函数式方法会更好。

来回答你的问题：

当某个属性在多个实例之间是共享的时候，你应该使用类属性（在 Python 中，类属性是在编译时初始化的，所以不同的对象会看到相同的值。通常，类属性应该是常量）。使用实例属性来存储特定于对象的属性，这样在方法中使用时就不需要传递它们。这并不是说你应该把所有东西都放在 self 里，而是只放那些你认为能代表这个对象的属性。使用传入的变量来存储那些与对象无关的值，这些值可能依赖于外部对象的状态（或者程序的执行情况）。
如上所述，我会保持一个单独的操作类（Operation），然后用一个操作对象的列表来进行计算。
init 方法只是用来实例化对象，并进行所有必要的处理，以确保对象的正常行为（换句话说，就是让它准备好使用）。
只需考虑你想要建模的那些想法。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

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