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Python 复合设计

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Python 复合设计是指通过组合现有对象来实现新的功能，这在面向对象编程中是一个非常实用的技巧。以下是 Python 复合设计的使用方法：

实现复合设计的方式

Python 实现复合设计的方式有两种：

  1. 组合：将一个对象作为另一个对象的属性，用于表示整体和部分之间的关系。
  2. 委托：在一个对象中定义一个方法，并将其调用委托给另一个对象。

组合方式

组合方式通常用于表示整体和部分之间的关系，其中整体对象拥有一个或多个部件对象。下面是一个例子：

class Car:
    def __init__(self, engine, tires):
        self._engine = engine
        self._tires = tires

    def description(self):
        return f"I'm a car with a {self._engine} engine and {self._tires} tires."

class Engine:
    def __init__(self, cylinders):
        self.cylinders = cylinders

    def description(self):
        return f"I'm an engine with {self.cylinders} cylinders."

class Tires:
    def __init__(self, type):
        self.type = type

    def description(self):
        return f"I'm a tire of type {self.type}."

在这个例子中，整体对象 Car 有一个引擎 Engine 和一组轮胎 Tires。 Engine 和 Tires 的 description 方法将被整体对象 Car 的 description 方法调用。

委托方式

委托方式通常用于继承方式不可行或不可取的情况下，可以将基类中的代码与新的功能实现组合起来。下面是一个例子：

class Base:
    def method(self):
        pass

class Derived:
    def __init__(self, base):
        self._base = base

    def method(self):
        # 委托给_base对象
        self._base.method()
        # 在此添加新的功能

在这个例子中， Derived 类在其 method 方法中将调用基类 Base 的 method 方法，并在其之后加入新的功能。

示例说明

现在假设我们需要为所有的手机添加一个播放音乐的功能，但是我们不希望在每个手机中都重复实现这个功能，我们可以选择使用 Python 复合设计来完成。

class Phone:
    def __init__(self, screen, battery):
        self._screen = screen
        self._battery = battery

    def play_music(self):
        print("Playing music...")

class Screen:
    def __init__(self, size):
        self.size = size

class Battery:
    def __init__(self, capacity):
        self.capacity = capacity

在这个例子中，我们定义了 Phone 类表示一款手机，具有屏幕和电池等组件。我们在 Phone 类中添加了一个 play_music 方法用于播放音乐。现在我们可以通过实例化一个 Phone 对象来使用 play_music 方法。

screen = Screen(5)
battery = Battery(4000)
phone = Phone(screen, battery)
phone.play_music()

输出为 Playing music...。

另一个示例是，我们假设我们需要实现一个类来表示一个可以开车的人，但是我们不希望在每个对象中都实现驾驶方法。我们可以编写一个 Driver 类并将其组合到 Person 类中。

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age
        self._driver = None

    def assign_driver(self, driver):
        self._driver = driver

    def drive(self):
        if self._driver is None:
            print(f"{self._name} doesn't know how to drive.")
        else:
            self._driver.drive()

class Driver:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def drive(self):
        print(f"{self.name} is driving.")

在这个例子中，我们定义了 Person 类表示一个人，并具有一个 assign_driver 方法用于将驾驶员对象分配给此人。我们也定义了一个 Driver 类来表示驾驶员。我们在 Person 类中添加了一个 drive 方法，并在其中委托 Driver 对象来驾驶。

driver = Driver("John")
person = Person("Alice", 25)
person.assign_driver(driver)
person.drive()

输出为 John is driving.。

通过组合和委托的方式，我们可以实现更加灵活的代码设计和更好的代码重用。

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