鸭子类型在软件开发中意味着什么?


它是一个用于没有强类型的动态语言中的术语。

其思想是,为了调用对象上的现有方法,您不需要指定类型——如果在对象上定义了方法,则可以调用它。

这个名字来源于一句话“如果它看起来像鸭子,叫起来像鸭子,那它就是鸭子”。

维基百科有更多的信息。


维基百科有相当详细的解释:

http://en.wikipedia.org/wiki/Duck_typing

鸭子打字是一种动态的风格 输入一个对象的电流 方法和属性集 而是确定有效的语义 比它从一个特定的继承 类的实现 接口。

重要的是,使用duck类型时,开发人员可能更关心被使用的对象部分,而不是实际的底层类型是什么。


Duck typing 意味着一个操作没有正式指定其操作数必须满足的要求,而只是使用给定的条件进行尝试。

与其他人所说的不同,这并不一定与动态语言或继承问题有关。

示例任务:在对象上调用某个方法Quack。

如果不使用duck-typing,执行此任务的函数f必须事先指定其参数必须支持某种方法Quack。常用的方法是使用接口

interface IQuack { 
    void Quack();
}

void f(IQuack x) { 
    x.Quack(); 
}

调用f(42)失败,但f(donald)工作,只要donald是一个iquack子类型的实例。

另一种方法是结构类型—但同样,方法Quack()是正式指定的,任何不能提前证明它是嘎嘎作响的东西都会导致编译器失败。

def f(x : { def Quack() : Unit }) = x.Quack() 

我们甚至可以写成

f :: Quackable a => a -> IO ()
f = quack

在Haskell中,Quackable类型类确保了方法的存在。


So how does **duck typing** change this?

好吧,正如我所说的,duck输入系统不指定需求,而只是尝试任何可行的方法。

因此,像Python这样的动态类型系统总是使用duck类型:

def f(x):
    x.Quack()

如果f得到一个支持Quack()的x,一切正常,否则,它将在运行时崩溃。

但是鸭子类型并不意味着动态类型——事实上,有一种非常流行但完全静态的鸭子类型方法,它也没有给出任何要求:

template <typename T>
void f(T x) { x.Quack(); } 

该函数没有以任何方式告诉它想要某个可以Quack的x,所以它只是在编译时尝试,如果一切正常,就没问题。


我知道我没有给出一个笼统的答案。在Ruby中,我们不声明变量或方法的类型——所有东西都是某种类型的对象。 规则是"类不是类型"

在Ruby中,类从来都不是(好吧,几乎从来都不是)类型。相反,对象的类型更多地由该对象可以做什么来定义。在Ruby中,我们称之为duck typing。如果一个对象像鸭子一样走路,像鸭子一样说话,那么解释器很乐意把它当作鸭子来对待。

例如,您可能正在编写一个例程,将歌曲信息添加到字符串中。如果你有c#或Java背景,你可能会这样写:

def append_song(result, song)
    # test we're given the right parameters 
    unless result.kind_of?(String)
        fail TypeError.new("String expected") end
    unless song.kind_of?(Song)
        fail TypeError.new("Song expected")
end

result << song.title << " (" << song.artist << ")" end
result = ""

append_song(result, song) # => "I Got Rhythm (Gene Kelly)"

采用Ruby的鸭子输入,您可以编写一些简单得多的东西:

def append_song(result, song)
    result << song.title << " (" << song.artist << ")"
end

result = ""
append_song(result, song) # => "I Got Rhythm (Gene Kelly)"

你不需要检查参数的类型。如果它们支持<<(在结果的情况下)或标题和艺术家(在歌曲的情况下),一切都会正常工作。如果没有,你的方法无论如何都会抛出一个异常(就像你检查了类型一样)。但如果没有检查,你的方法突然变得灵活多了。你可以向它传递一个数组、一个字符串、一个文件或任何其他使用<<追加的对象,它就可以工作了。


假设您正在设计一个简单的函数,该函数获取一个Bird类型的对象并调用它的walk()方法。你可以考虑两种方法:

这是我的函数,我必须确保它只接受Bird类型,否则代码将无法编译。如果有人想使用我的功能,他们必须知道我只接受鸟类。 我的函数获取任何对象,我只调用对象的walk()方法。因此,如果对象可以walk(),那么它是正确的。如果不能,我的函数就会失败。所以,这里的对象是鸟还是其他东西并不重要,重要的是它能走路()(这是鸭子类型)。

必须考虑到鸭子类型在某些情况下可能是有用的。例如,Python经常使用duck类型。


读有用的书

在Java、Python和JavaScript中都有很好的鸭子类型的例子 https://en.wikipedia.org/wiki/Duck_typing等。 这里也有一个很好的答案,它描述了动态的优点 动态类型及其缺点:动态类型所能带来的生产力提升是什么?


简单的解释

鸭子打字是什么?

“如果它走路像鸭子,嘎嘎叫像....等等”——是的,但这是什么意思??!

我们感兴趣的是“对象”能做什么,而不是它们是什么。

让我们用一个例子来分解它:

详情见下文:

Duck Typing功能示例:

想象我有一根魔杖。它有特殊的力量。如果我挥舞魔杖,对一辆车说“开车!”,那么,它就会开车!

它对其他东西有用吗?不确定,所以我在卡车上试了试。哇,它也能开车!然后我在飞机上、火车上和1 Woods(这是一种人们用来“驾驶”高尔夫球的高尔夫球杆)上尝试了一下。他们都开车!

但它能用在茶杯上吗?错误:KAAAA-BOOOOOOM !结果不太好。====>茶杯不能开车!!咄! ?

这就是duck typing的基本概念。这是一个先试后买的系统。如果有效,一切都好。但如果失败了,就像手榴弹还在你手上一样,它会在你脸上爆炸。

换句话说,我们感兴趣的是对象能做什么,而不是对象是什么。

那么像c#或Java等语言呢?

如果我们关心的对象实际上是什么,那么我们的魔术只会对预先设置的,授权的类型起作用——在这种情况下是汽车,但对其他可以驾驶的对象无效:卡车,轻便摩托车,突突车等。它不能在卡车上工作,因为我们的魔杖期望它只能在汽车上工作。

换句话说,在这种情况下,魔杖非常仔细地观察物体是什么(它是一辆汽车吗?),而不是物体能做什么(例如汽车、卡车等能不能开车)。

让卡车驾驶的唯一方法是,如果您能够以某种方式让魔杖同时期待卡车和汽车(也许通过“实现一个公共接口”)。这可以通过一种叫做“多态”的技术来实现,也可以通过使用“接口”来实现——它们是一样的东西。如果你喜欢漫画,想要一个解释,看看我关于界面的漫画。

总结:关键外卖

在duck类型中,重要的是对象实际上可以做什么,而不是对象是什么。

序言

我试图通过去除迂腐的细微差别和学术语言来保持它的简单/有趣。这种方法并不适合所有人——如果你更喜欢学术定义,可以看看维基百科上关于“回避输入”的文章,或者《心灵捕手》中马特·达蒙对“回避输入”的解释;)

代码示例

但是高尔夫球杆怎么能像汽车一样“驾驶”呢?他们不一样吗?但如果你使用的是Ruby这样的语言:

class Car
   def drive
      "I"m driving a Car!"
   end
end

class GolfClub
   def drive
      "I"m driving a golf club!"
   end 
end

def test_drive(item)   
   item.drive # don't care what it is, all i care is that it can "drive"
end

car = Car.new
test_drive(car) #=> "I'm driving a Car"

club = GolfClub.new
test_drive(club) #=> "I"m driving a GolfClub"

Duck typing:

如果它像鸭子一样说话和走路,那么它就是一只鸭子

这通常被称为诱拐(诱拐推理或也称为归纳,我认为一个更清晰的定义):

从C(结论,我们所看到的)和R(规则,我们所知道的),我们接受/决定/假设P(前提,属性),换句话说,一个给定的事实 ... 医学诊断的基础 和鸭子:C =走路,说话,R =像鸭子,P =它是一只鸭子

回到编程:

对象o有方法/属性mp1和接口/类型T 要求/定义mp1 对象o有方法/属性mp2,接口/类型T要求/定义mp2 ...

因此,不仅仅是简单地接受mp1…在任何对象上,只要它满足mp1的某些定义…,编译器/运行时也应该接受断言o是类型T

上面的例子是这样的吗?Duck输入实质上就是没有输入吗?或者我们应该称之为隐式类型?


看看语言本身可能会有所帮助;它经常帮助我(我的母语不是英语)。

在鸭子打字中:

1)打字这个词并不是指在键盘上打字(就像我脑海中一直存在的形象那样),而是指确定“那是什么类型的东西?”

2) duck这个词表示决定是如何完成的;这是一种“松散的”定语,比如:“如果它像鸭子一样走路……那它就是一只鸭子。”之所以说“松散”,是因为这个东西可能是一只鸭子,也可能不是,但它是否真的是一只鸭子并不重要;重要的是我能像对待鸭子一样对待它,期待鸭子表现出的行为。我可以喂它面包屑,它可能会向我扑来,向我冲来,或者后退……但它不会像灰熊那样把我吃掉。


鸭子打字不是类型提示!

基本上,为了使用“duck typing”,你不会针对特定的类型,而是通过使用公共接口来针对更广泛的子类型(不是谈论继承,当我指的子类型时,我指的是适合相同配置文件的“事物”)。

你可以想象一个存储信息的系统。为了读写信息,你需要某种存储空间和信息。

存储类型可以是:文件、数据库、会话等。

无论存储类型是什么,该接口都会让您知道可用的选项(方法),这意味着在这一点上什么都没有实现!换句话说,接口不知道如何存储信息。

每个存储系统都必须通过实现接口的相同方法来知道接口的存在。

interface StorageInterface
{
   public function write(string $key, array $value): bool;
   public function read(string $key): array;
}


class File implements StorageInterface
{
    public function read(string $key): array {
        //reading from a file
    }

    public function write(string $key, array $value): bool {
         //writing in a file implementation
    }
}


class Session implements StorageInterface
{
    public function read(string $key): array {
        //reading from a session
    }

    public function write(string $key, array $value): bool {
         //writing in a session implementation
    }
}


class Storage implements StorageInterface
{
    private $_storage = null;

    function __construct(StorageInterface $storage) {
        $this->_storage = $storage;
    }

    public function read(string $key): array {
        return $this->_storage->read($key);
    }

    public function write(string $key, array $value): bool {
        return ($this->_storage->write($key, $value)) ? true : false;
    }
}

所以现在,每次你需要写/读信息时:

$file = new Storage(new File());
$file->write('filename', ['information'] );
echo $file->read('filename');

$session = new Storage(new Session());
$session->write('filename', ['information'] );
echo $session->read('filename');

在这个例子中,你最终在存储构造函数中使用Duck Typing:

function __construct(StorageInterface $storage) ...

希望能有所帮助;)


用鸭子打字技术的树遍历

def traverse(t):
    try:
        t.label()
    except AttributeError:
        print(t, end=" ")
    else:
        # Now we know that t.node is defined
        print('(', t.label(), end=" ")
        for child in t:
            traverse(child)
        print(')', end=" ")

我看到很多答案都在重复这句老话:

如果它长得像鸭子,叫声也像鸭子,那它就是鸭子

然后深入解释可以使用duck typing做什么,或者一个似乎进一步混淆了概念的示例。

我觉得没什么用。

这是我发现的关于鸭子打字的最好的简单英语回答:

Duck Typing意味着对象是根据它能做什么来定义的,而不是根据它能做什么来定义的 它是什么。

这意味着我们不太关心对象的类/类型,而更关心可以对其调用哪些方法以及可以对其执行哪些操作。我们不关心它的类型,我们只关心它能做什么。


我认为把动态类型、静态类型和鸭子类型混在一起很容易混淆。Duck typing是一个独立的概念,即使是像Go这样的静态类型语言,也可以有一个实现Duck typing的类型检查系统。如果类型系统检查(已声明的)对象的方法而不检查类型,则可以将其称为duck类型语言。


我试着用自己的方式去理解这句名言: “Python并不关心对象是否是真正的鸭子。 它只关心这个物体,首先‘呱呱’,其次‘像鸭子一样’。”

有一个很好的网站。http://www.voidspace.org.uk/python/articles/duck_typing.shtml#id14

作者指出,鸭子类型允许您创建自己的类 它们自己的内部数据结构-但使用正常的Python语法访问。


“鸭子打字”这个词是一个谎言。

“走路像鸭子,叫起来像鸭子,那就是鸭子”这句俗语在这里一次又一次地被重复着。

但这并不是鸭子打字(或者我们通常所说的鸭子打字)的意思。所有我们正在讨论的鸭子打字,是试图强制命令的东西。看看有什么东西是不是嘎嘎叫,不管它说什么。但是并没有推论出这个物体是不是鸭子。

For true duck typing, see type classes. Now that follows the idiom “If it walks like a duck and quacks like a duck then it is a duck.". With type classes, if a type implements all the methods that are defined by a type class, it can be considered a member of that type class (without having to inherit the type class). So, if there is a type class Duck which defines certain methods (quack and walk-like-duck), anything that implements those same methods can be considered a Duck (without needing to inherit Duck).


在duck类型中,对象的适用性(例如,在函数中使用)取决于是否实现了某些方法和/或属性,而不是基于该对象的类型。

例如,在Python中,len函数可用于任何实现__len__方法的对象。它并不关心该对象是否属于特定类型,例如字符串、列表、字典或MyAwesomeClass,只要这些对象实现了__len__方法,len将与它们一起工作。

class MyAwesomeClass:
    def __init__(self, str):
        self.str = str
    
    def __len__(self):
        return len(self.str)

class MyNotSoAwesomeClass:
    def __init__(self, str):
        self.str = str

a = MyAwesomeClass("hey")
print(len(a))  # Prints 3

b = MyNotSoAwesomeClass("hey")
print(len(b))  # Raises a type error, object of type "MyNotSoAwesomeClass" has no len()

换句话说,MyAwesomeClass看起来像鸭子,也像鸭子一样嘎嘎叫,因此是一只鸭子,而MyNotSoAwesomeClass看起来不像鸭子,也不嘎嘎叫,因此不是一只鸭子!


马特·达蒙解释了《心灵捕手》中的鸭子打字

笔录如下:这里有视频链接。

好吧,我们会有问题吗?

克拉克:没问题。我只是希望你能告诉我鸭子打字到底是什么?我的观点是,鸭系没有很好的定义,也不强

WILL: [interrupting] …and neither is strong typing. Of course that's your contention. You're a first year grad student: you just got finished reading some article on duck typing, probably on StackOverflow, and you’re gonna be convinced of that until next month when you get to the Gang of Four, and then you’re gonna be talking about how Google Go and Ocaml are statistically typed languages with structural sub-tying construction. That's going to last until next year, till you're probably gonna be in here regurgitating Matz, talkin’ about, you know, the Pre-Ruby 3.0 utopia and the memory allocating effects of sub-typing on the GC.

克拉克:(吓了一跳)事实上我不会,因为马茨大大低估了——的影响

WILL:“Matz极大地低估了Ruby 3.0的GC对性能的影响。你是从Donald Knuth的《计算机编程艺术》第98页学到的,对吧?是的,我也读过。你打算为我们剽窃整篇文章吗——你对这件事有什么想法吗?或者,这是你的做法吗,你进入堆栈溢出,你读了r/ruby上一些晦涩的段落,然后你假装,你把它当作你自己的——你自己的想法,只是为了取悦一些女孩,让我的朋友难堪?

[克拉克惊呆了]

威尔:像你这样的人最可悲的是,50年后你会开始自己思考,你会发现生活中有三件事是肯定的。第一,不要那样做。第二,如果它走路像鸭子,那它就是鸭子。第三,你花了十五万美元接受本·科西本可以零美分就能得到的教育。

克拉克:是的,但我会有学位,而你会在我们去滑雪的路上,在汽车餐厅给我的孩子们提供一些廉价的html。

威尔:(微笑)也许吧。但至少我不会没有创意。

(打)

威尔:你遇到了(代码的出现)问题?我想我们可以出去谈谈。

克拉克:没问题

一段时间后:

威尔:你喜欢苹果吗?

克拉克说,嗯?

威尔:你觉得这些苹果怎么样?(砰:威尔把一封信重重地贴在窗户上。)我要谷歌的报价!(出示克拉克的录取通知书,上面有他的面试答案:一张鸭子走路、说话、表现得像一只……鹅)。

不必再说

最后。

(这是对旧答案的一个脚注:)


Duck Typing:

let anAnimal 

if (some condition) 
  anAnimal = getHorse()
else
  anAnimal = getDog()

anAnimal.walk()

上述函数调用在结构类型中无效

以下将适用于结构类型:

IAnimal anAnimal

if (some condition) 
      anAnimal = getHorse()
    else
      anAnimal = getDog()
    
anAnimal.walk()

这就是所有的,我们中的许多人已经直观地知道鸭子打字。


在编程中,类型可以分为名义类型和结构类型。名义类型考虑类型的整个结构。从谁那里继承的等等。它们显然比结构类型更复杂。例如,在c#和Java中使用名义类型。

结构类型根本不考虑这些问题。对于结构类型,只有单一类型的结构是重要的。这是什么样子。在一个类的例子中。它是否具有相同的参数和预期的类型。这叫做鸭子打字。Duck Typing起源于Duck Test。

Dugtest的意思是:如果某物看起来像鸭子。如果它像鸭子一样游泳。如果它像鸭子一样嘎嘎叫。然后它是一只鸭子。相反地:如果一个测试用例不应用,那么它就不是鸭子。(https://en.wikipedia.org/wiki/Duck_test)