对象的工厂方法 - 最佳实践？

Question

这是一个关于在Python中如何从不同形式的数据创建类或类型实例的最佳实践的问题。是使用类方法更好，还是使用一个单独的函数更好呢？假设我有一个类，用来描述文档的大小。（注意：这只是一个例子。我想知道创建类实例的最佳方法，而不是描述文档大小的最佳方法。）

class Size(object):
    """
    Utility object used to describe the size of a document.
    """

    BYTE = 8
    KILO = 1024

    def __init__(self, bits):
        self._bits = bits

    @property
    def bits(self):
        return float(self._bits)

    @property
    def bytes(self):
        return self.bits / self.BYTE

    @property
    def kilobits(self):
        return self.bits / self.KILO

    @property
    def kilobytes(self):
        return self.bytes / self.KILO

    @property
    def megabits(self):
        return self.kilobits / self.KILO

    @property
    def megabytes(self):
        return self.kilobytes / self.KILO

我的 __init__ 方法接受一个以比特为单位的大小值（就是比特，我想保持这个方式），但假设我有一个以字节为单位的大小值，我想创建这个类的实例。使用类方法更好，还是使用一个单独的函数更好呢？

class Size(object):
    """
    Utility object used to describe the size of a document.
    """

    BYTE = 8
    KILO = 1024

    @classmethod
    def from_bytes(cls, bytes):
        bits = bytes * cls.BYTE
        return cls(bits)

或者

def create_instance_from_bytes(bytes):
    bits = bytes * Size.BYTE
    return Size(bits)

这可能看起来不是个问题，也许这两种方法都是有效的，但每次我需要实现类似的功能时，我都会考虑这个问题。很长一段时间，我更喜欢使用类方法，因为我喜欢将类和工厂方法结合在一起的组织好处。而且，使用类方法可以创建任何子类的实例，这样更符合面向对象的原则。另一方面，我的一个朋友曾经说过：“当你不确定时，就做标准库里的做法”，但我还没有在标准库中找到这样的例子。

Answer 1

首先，大多数时候你觉得需要像这样的东西，其实并不需要；这说明你在试图把Python当成Java来用。解决的方法是退一步，问问自己为什么需要工厂函数。

很多时候，最简单的做法就是用一个构造函数，里面可以有默认值、可选参数或者关键字参数。即使在Java中你不会这样写的情况，甚至在C++或ObjC中重载构造函数感觉不对的情况，在Python中看起来也很自然。例如，size = Size(bytes=20)，或者size = Size(20, Size.BYTES)，这些写法都很合理。再比如，一个Bytes(20)类，继承自Size，只不过重载了__init__，这也看起来很正常。而且这些定义起来都很简单：

def __init__(self, *, bits=None, bytes=None, kilobits=None, kilobytes=None):

或者：

BITS, BYTES, KILOBITS, KILOBYTES = 1, 8, 1024, 8192 # or object(), object(), object(), object()
def __init__(self, count, unit=Size.BITS):

不过，有时候你确实需要工厂函数。那么，这时候该怎么办呢？其实，通常有两种东西会被统称为“工厂”。

@classmethod是实现“备用构造函数”的标准写法——在标准库中有很多例子，比如itertools.chain.from_iterable，datetime.datetime.fromordinal等等。

而函数则是实现“我不在乎实际类是什么”的工厂的标准写法。比如，看看内置的open函数。你知道它在3.3版本中返回什么吗？你在乎吗？并不在乎。这就是为什么它是一个函数，而不是io.TextIOWrapper.open之类的。

你给出的例子看起来是一个完全合理的用例，明显适合“备用构造函数”的分类（如果它不适合“带额外参数的构造函数”的分类的话）。