當我嘗試存儲和使用實例（委托）而不是創建子類（繼承）時，為什么庫 class 會中斷？

Question

我正在使用turtle圖形標准庫模塊制作游戲。 我有創建Turtle子類的工作代碼，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 的情況下使其工作。 這是我的嘗試：

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，我有一個Food class 的實例food ，我嘗試在food和另一只烏龜snake.head之間進行碰撞檢測：

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

在原始代碼中，它工作正常，但在新版本中我收到此錯誤消息：

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

為什么會發生這種情況，我該如何解決？

Answer 1

我想你必須做

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

Answer 2

一般來說：當使用組合而不是 inheritance （第二次嘗試所做的）時，有必要委托所有需要使用內部 object 的東西——包括對庫代碼的任何調用。 使用組合而不是 inheritance 意味着不使用 inheritance ； 因此，class 不再是任何庫 class 的子類型； 因此，其他代碼不能以同樣的方式使用它。

---

當在snake.head上調用.distance方法時，需要給 Turtle class 一些它知道如何找到其 position 的東西。 它具有以下規則（引自來源）：

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

（由於 Python 版本之間的變化，這與報告的錯誤消息略有不同。）

換句話說，它知道如何使用：

• 兩個獨立的整數x和y （即直接告訴它位置）；
• 一個Vec2D （直接告訴它 position，但使用庫提供的 class 來表示位置）；
• 一個元組（直接告訴它 position，但使用存儲在元組中的值）；
• TNavigator （實際上，這意味着 Turtle，但還有其他可能性）。

當Food繼承自Turtle時，它就是一個Turtle 。 它有內置的 position 跟蹤，其他Turtle可以使用：訪問隱藏的._position屬性。 （前導下划線意味着其他類不應該知道或使用它；但Python 沒有真正的隱私。）

當Food存儲Turtle時，它不是Turtle 。 雖然邏輯對程序員來說是顯而易見的——獲取存儲在.food屬性中的海龜，然后獲取它的 position——已經編寫的Turtle代碼無法知道這一點。

為了解決這個問題，我們可以在調用方法的地方提取底層的Turtle ：

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

或者我們可以實現庫代碼想要使用的接口。 在這種特定情況下，這是不可行的； 它明確地檢查類型，所以我們需要 class 是這些類型之一——在這種情況下，我們不妨首先使用 inheritance。

但是考慮另一個例子，其他人已經寫了一個距離function （不是方法），它需要兩個海龜：

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)

然后我們可以調整 class 來滿足該接口。 對於缺少的方法，實現該方法，並讓它的邏輯檢查包裝的 object。對於缺少的屬性，使用（只讀）屬性檢查包裝的 object 中的相應信息。這是一個顯示兩者（並使用實現方法的屬性）：

class Food:
    # other stuff as before...

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

    def pos(self):
        return self._position

（有人可能會問，為什么 Turtle class 使用方法pos而不是property ？那是因為它是遵循舊設計的舊代碼，在property支持被添加到 Python 之前。更新這樣的事情對於 Python 開發團隊來說是低優先級的；它有破壞舊代碼的風險；它涉及編寫新文檔——並希望教程作者也能得到提示。）