当我尝试存储和使用实例（委托）而不是创建子类（继承）时，为什么库 class 会中断？

Question

我正在使用turtle图形标准库模块制作游戏。 我有创建Turtle子类的工作代码，如下所示：

import random

class Food(Turtle):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        # more code...

但是，我想看看是否可以在不使用 inheritance 的情况下使其工作。 这是我的尝试：

from turtle import Turtle
from random import randint

class Food():
    def __init__(self):
        self.food = Turtle()
        # more code, but now modifying `self.food` instead of `self`

在程序的其他地方，我有一个Food class 的实例food ，我尝试在food和另一只乌龟snake.head之间进行碰撞检测：

if snake.head.distance(food) < 15:
    ...

在原始代码中，它工作正常，但在新版本中我收到此错误消息：

Traceback (most recent call last):
  File "D:\PycharmProjects\Various stuff beginning\Snake_retry\main.py", line 29, in <module>
    if snake.head.distance(food) < 15:
  File "C:\Users\palliativo\AppData\Local\Programs\Python\Python310\lib\turtle.py", line 1858, in distance
    return abs(pos - self._position)
UnboundLocalError: local variable 'pos' referenced before assignment
Process finished with exit code 1

为什么会发生这种情况，我该如何解决？

Answer 1

我想你必须做

if snake.head.distance(food.food) < 15:
    food.generate_food()

Answer 2

一般来说：当使用组合而不是 inheritance （第二次尝试所做的）时，有必要委托所有需要使用内部 object 的东西——包括对库代码的任何调用。 使用组合而不是 inheritance 意味着不使用 inheritance ； 因此，class 不再是任何库 class 的子类型； 因此，其他代码不能以同样的方式使用它。

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当在snake.head上调用.distance方法时，需要给 Turtle class 一些它知道如何找到其 position 的东西。 它具有以下规则（引自来源）：

if y is not None:
    pos = Vec2D(x, y)
if isinstance(x, Vec2D):
    pos = x
elif isinstance(x, tuple):
    pos = Vec2D(*x)
elif isinstance(x, TNavigator):
    pos = x._position

（由于 Python 版本之间的变化，这与报告的错误消息略有不同。）

换句话说，它知道如何使用：

• 两个独立的整数x和y （即直接告诉它位置）；
• 一个Vec2D （直接告诉它 position，但使用库提供的 class 来表示位置）；
• 一个元组（直接告诉它 position，但使用存储在元组中的值）；
• TNavigator （实际上，这意味着 Turtle，但还有其他可能性）。

当Food继承自Turtle时，它就是一个Turtle 。 它有内置的 position 跟踪，其他Turtle可以使用：访问隐藏的._position属性。 （前导下划线意味着其他类不应该知道或使用它；但Python 没有真正的隐私。）

当Food存储Turtle时，它不是Turtle 。 虽然逻辑对程序员来说是显而易见的——获取存储在.food属性中的海龟，然后获取它的 position——已经编写的Turtle代码无法知道这一点。

为了解决这个问题，我们可以在调用方法的地方提取底层的Turtle ：

if snake.head.distance(food.food) < 15:
    ...

或者我们可以实现库代码想要使用的接口。 在这种特定情况下，这是不可行的； 它明确地检查类型，所以我们需要 class 是这些类型之一——在这种情况下，我们不妨首先使用 inheritance。

但是考虑另一个例子，其他人已经写了一个距离function （不是方法），它需要两个海龟：

def public_distance(t1, t2):
    # this version uses the interface that the Turtle class provides
    # for other code to get the position: calling the `pos` method
    return abs(t1.pos() - t2.pos())

def private_distance(t1, t2):
    # this version directly (naughtily) accesses the "private" attribute
    return abs(t1._position - t2._position)

然后我们可以调整 class 来满足该接口。 对于缺少的方法，实现该方法，并让它的逻辑检查包装的 object。对于缺少的属性，使用（只读）属性检查包装的 object 中的相应信息。这是一个显示两者（并使用实现方法的属性）：

class Food:
    # other stuff as before...

    @property
    def _position(self):
        return self.food._position

    def pos(self):
        return self._position

（有人可能会问，为什么 Turtle class 使用方法pos而不是property ？那是因为它是遵循旧设计的旧代码，在property支持被添加到 Python 之前。更新这样的事情对于 Python 开发团队来说是低优先级的；它有破坏旧代码的风险；它涉及编写新文档——并希望教程作者也能得到提示。）