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程序员
如何利用Python中的@property装饰器快速重构代码?

代码重构处理的不好,将会是意见非常令人头疼的事情,因为有可能牵涉到许多的团队和大量的代码库修改。那么如何高效、快速地进行代码重构,就是Python程序员值得掌握的技巧。本分介绍的是通过Python中的@property装饰器,快速进行代码重构的一个例子,供大家参考。

从前,Python程序员Alice要打算创建一个代表金钱的类。她的第一个实现形式大概是下面这样:

# 以美元为基础货币的Money类的首个版本
class Money:
    def __init__(self, dollars, cents):
        self.dollars = dollars
        self.cents = cents
    # 还有其他一些方法,我们暂时不必理会

这个类后来被打包到一个Python库里,并且慢慢地被许多不同的应用使用。举个例子,另一个团队中的Python程序员Bob是这样使用Money类的:

money = Money(27, 12)
message = "I have {:d} dollars and {:d} cents."
print(message.format(money.dollars, money.cents))
# "I have 27 dollars and 12 cents."

money.dollars += 2
money.cents += 20
print(message.format(money.dollars, money.cents))
# "I have 29 dollars and 32 cents."

这样使用并没有错,但是却出现了代码可维护性的问题。你发现了吗?

几个月或是几年之后。Alice想要重构Money类的内部实现,不再记录美元和美分,而是仅仅记录美分,因为这样做可以让某些操作简单很多。下面是她很可能会作的修改:

# Money类的第二个版本
class Money:
    def __init__(self, dollars, cents):
        self.total_cents = dollars * 100 + cents

这一修改带来一个后果:引用Money类的每一行代码都必须要调整。有时候很幸运,你就是所有这些代码的维护者,只需要自己直接重构即可。但是Alice的情况就没有这么好了;许多团队都复用了她的代码。因此,她需要协调他们的代码库与自己的修改保持一致,也许甚至要经历一段特别痛苦、漫长的正式弃用过程(deprecation process)。

幸运的是,Alice知道一种更好的解决办法,可以避免这个令人头疼的局面出现:使用Python内建的property装饰器。@property一般应用在Python方法上,可以有效地将属性访问(attribute access)变成方法调用(method call)。举个例子,暂时将Money类抛至一边,假设有一个代表人类的Person类(class):

class Person:
    def __init__(self, first, last):
        self.first = first
        self.last = last

    @property
    def full_name(self):
        return '{} {}'.format(self.first, self.last)

请注意full_name方法。除了在def语句上方装饰了@property之外,该方法的声明没有什么不同的地方。但是,这却改变了Person对象的运作方式:

>>> buddy = Person('Jonathan', 'Doe')
>>> buddy.full_name
'Jonathan Doe'

我们发现,尽管full_name被定义为一个方法,但却可以通过变量属性的方式访问。在最后一行代码中没有()操作符;我并没有调用full_name方法。我们所做的,可以说是创建了某种动态属性。

回到本文中的Money类,Alice对它作了如下修改:

# Money类的最终版本
class Money:
    def __init__(self, dollars, cents):
        self.total_cents = dollars * 100 + cents

    # Getter and setter for dollars...
    @property
    def dollars(self):
        return self.total_cents // 100;
    @dollars.setter
    def dollars(self, new_dollars):
        self.total_cents = 100 * new_dollars + self.cents

    # And the getter and setter for cents.
    @property
    def cents(self):
        return self.total_cents % 100;
    @cents.setter
    def cents(self, new_cents):
        self.total_cents = 100 * self.dollars + new_cents

除了使用@property装饰器定义了dollars属性的getter外,Alice还利用@dollars.setter创建了一个setter。Alice还对cents`属性作了类似处理。

那么现在,Bob的代码要做哪些相应的修改呢?根本不用改!

# 他的代码完全没有变动,但是却可以正常调用Money类。
money = Money(27, 12)
message = "I have {:d} dollars and {:d} cents."
print(message.format(money.dollars, money.cents))
# "I have 27 dollars and 12 cents."

money.dollars += 2
money.cents += 20
print(message.format(money.dollars, money.cents))
# "I have 29 dollars and 32 cents."

# 代码逻辑也没有问题。
money.cents += 112
print(message.format(money.dollars, money.cents))
# "I have 30 dollars and 44 cents."

事实上,所有使用了Money类的代码都不需要进行修改。Bob不知道或根本不在乎Alice去除了类中的dollars和cents属性:他的代码还是和以前一样正常执行。唯一修改过的代码就是Money类本身。

正是由于Python中处理装饰器的方式,你可以在类中自由使用简单的属性。如果你所写的类改变了管理状态的方法,你可以自信地通过@property装饰器对这个类(且只有这个类)进行修改。这是一个共赢的方法!相反,在Java等语言中,程序员必须主动去定义访问属性的方法(例如getDollarssetCents)。

最后要提示大家:这种方法对于那些被其他程序员和团队复用的代码最为重要。假设仅仅是在你自己一个维护的应用中创建一个类似Money的类,那么如果你改变了Money的接口,你只需要重构自己的代码就可以。这种情况下,你没有必要像上面说的那样使用@property装饰器。

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