8.3　使用标准库中的mixin类

标准库使用了mixin类定义。有许多模块中都有这种例子，包括io、socketserver、urllib.request、contextlib和collections.abc。

当我们基于collections.abc抽象基类自定义集合时，我们会使用mixin类确保容器的横切方面都以一致的方式定义。最上层的集合（Set、Sequence和Mapping）都是基于多个mixin类创建的。仔细读一读Python标准库的8.4节是非常重要的，它介绍了mixin是如何为类提供功能的，因为总体的类结构是由许多不同部分组成的。

只看其中一行，Sequence的总结，我们可以看到它继承自Sized、Iterable和Container。这些mixin类提供了contains()、iter()、reversed()、index()和count()方法。

8.3.1　使用上下文管理器的mixin类

在第 5 章“可调用对象和上下文的使用”中讲解上下文管理器时，我们忽略了ContextDecorator这个mixin类，而是主要关注上下文管理器中的特殊方法。使用这个mixin可以让定义更加清晰。

将上下文管理定义为程序中的mixin类时需要注意，我们可能必须重新设计初始化方法，需要抛开一些前提。可能会以下面两种不同的方式来使用程序中的类。

• 当用在with语句之外时，enter()和exit()方法不会被执行。
• 当用在with语句中时，enter()和exit()方法会被执行。

在我们的例子中，我们不能假设在init()中执行shuffle()方法是正确的，因为不知道是否会使用上下文管理器方法。我们也不能将shuffle()延迟到enter()方法中执行，因为这个方法有可能不会被调用。这种复杂性或许在暗示我们提供了过多的灵活性。我们可以延迟执行shuffle()直到第1次调用pop()之前，或者提供一个子类可以禁用的方法函数。下面是一个扩展了list的简单Deck定义。

class Deck( list ):
　　def init( self, size=1 ):
　　　　super().init()
　　　　self.rng= random.Random()
　　　　for d in range(size):
　　　　　　cards = [ card(r,s) for r in range(13) for s in Suits ]
　　　　　　super().extend( cards )
　　　　self._init_shuffle()
　　def _init_shuffle( self ):
　　　　self.rng.shuffle( self )

我们在Deck中定义了一个可删除的_``init_shuffle()方法。当洗牌完成后，子类可以重载这个方法，修改它的逻辑。Deck的子类可以在开始洗牌之前决定随机数生成器的种子，当前版本的类可以禁止在创建过程中洗牌。下面是一个Deck的子类，它包含了mixin——contextlib.ContextDecorator。

class TestDeck( ContextDecorator, Deck ):
　　def init( self, size= 1, seed= 0 ):
　　　　super().init( size=size )
　　　　self.seed= seed
　　def initshuffle( self ):
　　　　"""Don't shuffle during init."""
　　　　pass
　　def enter( self ):
　　　　self.rng.seed( self.seed, version=1 )
　　　　self.rng.shuffle( self )
　　　　return self
　　def __exit( self, exc_type, exc_value, traceback ):
　　　　pass

子类通过重载initshuffle()方法，禁止在初始化过程中洗牌。因为这个类混入了ContextDecorator，它也必须定义enter()和exit()。这个Deck的子类可以在with上下文中使用。当使用with语句时，会设定随机数种子，并且会按一个已知的顺序洗牌。如果在with之外使用这个类，就会使用当前的随机数设置洗牌，并且不会执行__enter()。

这种编程风格的目的是将一个类所具有的基本功能与Deck实现的其他方面分离。我们已经将一些随机种子的处理从Deck的其他方面中分离出来了。很明显，如果我们坚持必须使用上下文管理器，就可以大幅度简化设计。这不是 open()函数传统的使用方式。但是，这种简化是非常有益的。我们可以用下面的例子看看会带来哪些不同的行为。

for i in range(3):
　　d1= Deck(5)
　　print( d1.pop(), d1.pop(), d1.pop() )

这个例子展示了Deck如何自己生成随机的洗牌顺序。这是用Deck洗牌的简单方法。下一个例子展示了使用一个给定随机数种子的TestDeck。

for i in range(3):
　　with TestDeck(5, seed=0) as d2:
　　　　print( d2.pop(), d2.pop(), d2.pop() )

这段代码展示了如何将Deck的一个子类——TestDeck用作上下文管理器，并生成一系列已知顺序的牌。每次我们调用它，都会得到相同顺序的牌。

8.3.2　禁用类的一个功能

通过重新定义一个方法为只包含pass的方法，我们关闭了初始化时的洗牌功能。对于从一个子类中删除一个功能来说，这个过程显得有些冗长。还有一个方法可以从子类中删除功能：将方法名设置为None。我们可以在TestDeck用这种方式删除初始化时的洗牌操作。

_init_shuffle= None

上面的代码需要在基类中增加一些代码用于兼容方法缺失的情形，如下所示。

try:
　　self._init_shuffle()
except AttributeError, TypeError:
　　pass

这是从子类中删除一个功能的方法中比较显式的方式。这段代码说明了方法可能不存在或者是被有意地设为了None。然而另一种设计是将对``initshuffle()的调用从init()中移动到__enter()方法中。这种方法需要使用上下文管理器，它会让对象按我们预期的行为工作。如果在文档中有清楚地记录，这种方法也不会带来困惑。