Python VS Ruby: Method Call

已经变成了纯粹是为了维持大约每月一篇的凑数文。

方法调用

按照 Alan Kay 的描述， 消息传递才是 OO 的重要部分。 在 Python 与 Ruby 里的实现形式就是方法调用。

在这两个语言中， 一次方法调用包含三个阶段：解析，绑定，执行。 下面就来分阶段对比。不得不先大致描述下二者在 method 模型定义上的差异。

Property -vs- Method

在 Python 的世界观里， 对象被当作属性的容器， 调用方可以在其上 get/set 属性。 get/set 的逻辑可能是简单的取值赋值， 也可能是通过 descriptor 实现的复杂逻辑。 所谓的 method 只是在查找 property 时返回了某种特殊的 callable object 而已。

Ruby 则遵从了 Smalltalk 的设计原则： 消息传递是对象与外界交流的唯一方式， 属性赋值与取值都是语法糖伪装下的方法调用。 仅此。

方法解析

解析一词译自 Resolution， 方法解析有时也称作方法查找（Lookup）。 解析过程所要解决的问题是 “在接受方法调用时找到实际需要执行的代码”。

由于 Python 对“属性”及其 descriptor 概念的强调， 方法解析在 Python 里其实更应该称作属性解析。

从实例自身开始解析

Ruby 设计了 eigenclass， 使得每个实例都可以拥有一个只属于自己的 class， 在其中定义属于自己的方法， 在方法解析的过程中， eigenclass 的优先级也最高。 毕竟， 从消息传递的角度来看， 对象自主决定如何响应消息并不过分。

日常的应用开发中， 使用 eigenclass 最多的时候就是定义类方法。 还有一个常用技巧是把动态生成的方法缓存在里面。 Test double 库更是会充分利用它定义每个实例的行为。

反观 Python， 对于 Per-instance Polymorphism 的支持仅停留在实例属性的基础上。 或者说，实例自身只是单纯的属性容器。 如果你真心想玩， 把对象的 __class__ 属性改掉就可以啦。¹

沿继承结构解析

按照类的继承结构查找方法是最为主要的方法查找路径， 在学习这两种语言的对象模型时， 都是重点需要理解的知识。

虽然 Ruby 使用 mixin， Python 用的是多继承。 但两种机制在功用上并没有因此产生很大的差异。

当然特殊情况还是存在的： Python 允许开发者通过自定义 一个 class 的 metaclass 的 .mro() 方法来修改这个 class 的实例的方法解析路径。 不清楚这个明显改变方法查找顺序的接口实际有多少应用。

此外， Python 对象实例的属性查找顺序与其 class 的属性查找顺序有明显的交叉。 语义上仅属于 class 的 staticmethod 与 classmethod 都会出现在实例的属性查找路径上。 也许这是为了方便使用多半以 utility function 身份存在的 staticmethod， 但也意味着你不能让 class method 与 instance method/property 重名。 Seriously，在实例上能取到 class method 不管怎么解释也实在是太奇怪了啊。

解析失败时的 fallback

Python 有 __getattr__ 这个机会在解析失败时由开发者自行返回一个属性。 相应地 Ruby 有 method_missing， 但需要返回方法调用的结果而不是单纯的查找。 这明显是 message passing 模式下的产物： 你需要对 message 做出响应， 而不是关注属性/方法这些概念。

此外 Python 还可以在查找前就调用 __getattribute__ / __setattr__， 这也是一个 catch-all 的机会。 哦对了，__getattribute__ 能够截获所谓”special attributes”（如__dict__）的查找， 而 __getattr__ 则不能。

这方面单纯从语言能力上来看，Ruby 似乎要更弱一些的样子。 但只提供查找失败的 catch-all 就已经足够实现“响应任意方法调用”。 以及，有人记住 Python 那些个 special attributes 了么？ 这种语法上没有区别但背后逻辑隐隐地不同的设计， 要么去死记记住， 要么就等着掉坑吧。

方法绑定与调用

终于说完了方法解析， 接下来的过程就变得简单了。 所谓绑定只是让未绑定的方法确定调用时 self 的指向。 印象中有时也称作 context。

在 Python 的方法定义语法看来， 绑定 self 很像是为函数绑定了首个参数。 不知道和所谓的 currify 是不是一回事。 乃至，调用的时候如果传入参数的数量不对， Python 抛出的异常的信息里还会把 self 的占位算进去， 有效地扰乱你的 debugging。 Ruby 当然不存在这种问题。

以及， 由于对“消息传递”的强调， Ruby 不像 Python 可以省略调用时的括号直接返回一个已绑定的 method， 而是必须要用另一个方法 Object#method 来实现。

换个角度来看， Python 在这里让语法-语义变得复杂， Ruby 则选择把这种底层逻辑塞进一个貌似无辜的方法里。 于是 Ruby 才能够做到“方法调用时可以省略括号”。 就是因为 Ruby 不依赖复杂的语法来表达语义， 才可以给更多的语法糖让出空间。

下一篇严肃地考虑先去写别的。