Python Mixin技术介绍

1. Mix-in技术介绍
Mixin可以译为混入，就是在不改变原对象的情况下对其进行扩展。本文介绍了在 Python 语言中，如何实现Mixin技术，及安装的相应技巧。

1.1. 什么是Mix-in技术
Mix- in技术，中文不知道应该如何称呼，但意思好象是混入。它的作用是，在运行期间,动态改变类的基类或类的方法，从而使得类的表现可以发生变化。可以用在一 个通用类接口中，根据不同的选择使用不同的低层类实现，而高层类不用发生变化。而且这一实现可以在运行过程中动态进行改变。由于我也是刚看到，大家有问题 可以与我进行交流。这就是我看到的文章的链接。


1.2. 基类的增加
有一个类，


class foo:
    pass
我可以定义另外一个类，


class foobase:
    def hello(self):
        print "hello"
如果我直接调用：


>>> obj=foo()
>>> obj.hello()
这时你会看到出错。那么我可以这样：


>>> foo.__bases__ +=(foobase,)
>>> obj.hello()
hello
成功了。原理是，每个类都有一个bases属性，它是一个tuple，用来存放所有的基类。而且在运行中，可以动态改变。所以当我们向其中增加新的基类时，再次调用原来不存在的函数，由于基类中的函数已经存在了，所以这次成功了。

这是一个最简单的应用，可以看到我们可以动态改变类的基类。有几个注意事项要说一下：

__bases__是一个tuple，所以增加一个值要使用tuple类型，而单个元素tuple的写法为(foobase,)

类必须先存在。所以，如果想使用这一技术，先要将相关的类的模块导入(import)。
由于Mix-in是一种动态技术，以多继承，对象为基础，而python正好是这样的语言，使得在python中实现这一技术非常容易。


1.3. 函数替换
在前面，简单地向大家介绍了一下Mix-in技术，它实现了基类的动态增加。这样我们就可以在运行时，根据选择可以动态地增加基类，从而实现不同的目的。现在还有一个问题，就是，在基类与派生类中都有同名的函数，要如何处理呢？

在Python中，如果派生类中有与基类同名的函数，那么调用函数时，会调用派生类的函数，而不是基类的函数，可以测试一下：


>>> class foobase:
        def a(self):
                print "hello"

>>> class foo(foobase):
        def a(self):
                print "foo"

>>> c=foo()
>>> c.a()
foo
可以看出，执行的是foo类的函数。这样在使用Mix-in技术时，如果原来的类中存在与Mix类中同名的函数，那么Mix类中的函数不会运行，如果想对其进行替换怎么办呢？方法就是使用getattr()和setattr()函数。当然还是最简单的。

定义两个类：


>>> class foobase:
        def a(self):
                print "hello"

>>> class foo:
        def a(self):
                print "foo"

>>> f=getattr(foobase, "a")
>>> setattr(foo, "a", f.im_func)     #f.im_func会得到真正的函数对象
>>> c=foo()
>>> c.a()
hello
可以看到，函数被替换了。

注意，使用dir(f)还会看到其它的属性im_class,它表示这个函数属于哪个类，im_self表示属于哪个实例。


1.4. Mix-in安装函数
前面讲了基本的实现技术，下面给大家介绍一个Mix-in安装函数，这个函数是从前面所说的文章copy下来的。


import types

def MixIn(pyClass, mixInClass, makeAncestor=0):
   if makeAncestor:
     if mixInClass not in pyClass.__bases__:
        pyClass.__bases__ = (mixInClass,) + pyClass.__bases__
   else:
     # Recursively traverse the mix-in ancestor
     # classes in order to support inheritance
     baseClasses = list(mixInClass.__bases__)
     baseClasses.reverse()
     for baseClass in baseClasses:
        MixIn(pyClass, baseClass)

     # Install the mix-in methods into the class
     for name in dir(mixInClass):
        if not name.startswith('__'):
        # skip private members
           member = getattr(mixInClass, name)
           if type(member) is types.MethodType:
               member = member.im_func
           setattr(pyClass, name, member)
这 个函数可以将某个mix-in类安装为指定类的基类，同时可以通过关键字参数指定在基类中的顺序，是最前还是最后。因为Python在处理基类时，是安顺 序进行的，所以安装在最前则优先级最高。同时对于指定类的方法如果在mix-in类中存在，则将指定类中的方法替换成mix-in类中的方法。


   if makeAncestor:
     if mixInClass not in pyClass.__bases__:
        pyClass.__bases__ = (mixInClass,) + pyClass.__bases__
如果makeAncestor为1，表示是安装在最前，则首先判断在pyClass的基类中是否存在mixInClass类，如果不存在，再进行安装。


   else:
     # Recursively traverse the mix-in ancestor
     # classes in order to support inheritance
     baseClasses = list(mixInClass.__bases__)
     baseClasses.reverse()
     for baseClass in baseClasses:
        MixIn(pyClass, baseClass)
如 果makeAncestor为0，并不将mixInClass安装在最后，原作者说他在实际中没有这样用的。那么它完成什么任务呢？它实际完成了一个递 归，即从mixInClass的最底层的基类开始(因为mixInClass也可能是多重继承而来的)，对pyClass中也存在的函数进行替换。这样执 行完毕后，mixInClass类中，包含所有基类中的函数，如果有与pyClass类中的函数重名的，都将pyClass中的函数替换成 mixInClass相应的函数。（有些复杂！）


     # Install the mix-in methods into the class
     for name in dir(mixInClass):
        if not name.startswith('__'):
        # skip private members
           member = getattr(mixInClass, name)
           if type(member) is types.MethodType:
               member = member.im_func
           setattr(pyClass, name, member)
这 步完成重名函数的替换。首先去掉私有方法（私有方法名前有'__'）.得到mixInClass类中的指定名字的方法对象，判断是否为方法类型。因为还有 可能取到属性。在types模块中包含了一些类型，可以用它来判断是否为方法类型。对于方法对象，如果是类方法，实际的函数应使用它的属性 im_func。然后将pyClass相应的方法替换成mixInClass中的方法。

这样就将mixInClass安装为pyClass的基类了。

使用例子如：


from classa import classa
from classb import classb
MixIn(classa, classb) #将classb安装为classa的基类