如何處理Python中不同模塊的相關對象之間的循環引用？

Question

為了提高我的（初學者）Python 技能，我開始了一個寵物項目，現在我遇到了循環導入問題。

寵物項目是一款口袋妖怪式的小游戲，其中包括穿着武器的動物團隊。 關系鏈：團隊 -> 動物 -> 武器（一個團隊由幾只動物組成，每只動物持有一把武器）。 為了避免過大的類，我決定將非常不同的動物和武器類分布在兩個文件中，並使用導入來相互訪問。 來自 Java 我喜歡強類型變量、arguments 和參數。

所以剝離了一點，我的類武器.py 和動物.py 看起來像這樣：

import weapons
class Animal():
  def __init__(self, name: str, level: int):
    self.name: str = name
    self.level: int = int
    self.weapon: Weapon or None = None
  def equip(self, weapon: Weapon) -> None:
    self.weapon = weapon

import animals
from abc import ABC
class Weapon(ABC):
  def __init__(self, type: str, power_level: float):
    self.type: str = type
    self.power_level: float = power_level
    self.wielder: Animal or None = None
  def set_wielder(wielder: Animal) -> None:
    self.wielder = wielder

因此，當我實例化動物時，我不希望它們立即使用武器，也不希望武器立即擁有所有者。 但是，雖然動物 -> 武器的關系在游戲中相當直接，但我也希望有一種方法可以從武器指向擁有它的動物。

上面的代碼會導致循環導入問題。 當面臨一個不同但相關的問題時，我發現了有趣的__future__模塊。 添加“ from __future__ import annotations ”解決了我的問題。

但是，雖然我對我的工作代碼感到高興，但我想知道我是否可以以更優雅的方式解決這個問題。 這是否是臭代碼。 是否有不同的解決方案仍然允許我使用打字。 我很高興有任何建議可以改進我的 Python 編碼風格（以及我對循環導入的理解）

Answer 1

要了解如何構建代碼，您可以從組合、聚合、關聯方面進行思考。

關聯，聚合和組合之間有什么區別？

https://www.visual-paradigm.com/guide/uml-unified-modeling-language/uml-aggregation-vs-composition/

仍然有幾種可能性，您需要確定哪個是最重要的（擁有者有武器，武器有擁有者）。

假設每個武器一次只有一個擁有者，你想如何訪問武器？

owner.weapon -> 那么你就知道所有者了

或者您可以保留對所有者的引用作為武器的屬性：

weapon.owned_by -> 可能在這里使用id而不是對實際 class 的引用，這就是您當前的問題，對吧？

沒有所有者的武器是否存在？ 然后看組成：

組合意味着孩子不能獨立於父母而存在的關系。

組合示例：House（父）和 Room（子）。 沒有房子就沒有房間。

非組合示例：汽車和輪胎。 輪胎沒有汽車。

關於為什么更好地避免循環引用的一般線程： https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/11856/whats-wrong-with-circular-references

您還可以嘗試考慮依賴倒置（注入原則） （參見此處或此處）。 我認為您已經在第一種方法中嘗試過（將 Weapon 實例傳遞給 Animal）。 這個想法很好，但也許你需要在兩者之間再增加一層。

另一件事，來自 Java，你習慣於 getter 和 setter。 這在 Python 中並不流行（但你可以做到）。

你的方法：

class Weapon(ABC):

  def set_wielder(wielder: Animal) -> None:
    self.wielder = wielder

更多 Pythonic，使用屬性（“描述符”）：

class Weapon(ABC):

    def __init__(self):

        # notice the underscore, it indicates "treat as non-public"
        # but in Python there is no such thing
        self._wielder = None

    @property #this makes it work like a getter
    def wielder(self) -> Animal: # not sure about the annotation syntax
        return self._wielder

    @wielder.setter 
    def wielder(wielder: Animal) -> None:
        self._wielder = wielder   

您可以在此處、 此處閱讀有關描述符的信息，並在此處了解更多理論。