通过 Python 理解 Mixin 概念

Mixin 的概念

Mixin 即 Mix-in，常被译为“混入”，是一种编程模式，在 Python 等面向对象语言中，通常它是实现了某种功能单元的类，用于被其他子类继承，将功能组合到子类中。

利用 Python 的多重继承，子类可以继承不同功能的 Mixin 类，按需动态组合使用。

当多个类都实现了同一种功能时，这时应该考虑将该功能抽离成 Mixin 类。

举个例子

定义一个简单的类：

class Person:
    def __init__(self, name, gender, age):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.age = age

我们可以通过调用实例属性的方式来访问：

p = Person("小陈", "男", 18)
print(p.name)  # "小陈"

然后我们定义一个 Mixin 类：

class MappingMixin:
    def __getitem__(self, key):
        return self.__dict__.get(key)

    def __setitem__(self, key, value):
        return self.__dict__.set(key, value)

这个类可以让子类拥有像 dict 一样调用属性的功能

我们将这个 Mixin 加入到 Person 类中：

class Person(MappingMixin):
    def __init__(self, name, gender, age):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.age = age

现在 Person 拥有另一种调用属性方式了：

p = Person("小陈", "男", 18)
print(p['name'])  # "小陈"
print(p['age'])  # 18

再定义一个 Mixin 类，这个类实现了 __repr__ 方法，能自动将属性与值拼接成字符串：

class ReprMixin:
    def __repr__(self):
        s = self.__class__.__name__ + '('
        for k, v in self.__dict__.items():
            if not k.startswith('_'):
                s += '{}={}, '.format(k, v)
        s = s.rstrip(', ') + ')'  # 将最后一个逗号和空格换成括号
        return s

利用 Python 的特性，一个类可以继承多个父类：

class Person(MappingMixin, ReprMixin):
    def __init__(self, name, gender, age):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.age = age

这样这个子类混入了两种功能：

p = Person("小陈", "男", 18)
print(p['name'])  # "小陈"
print(p)  # Person(name=小陈, gender=男, age=18)

总结

Mixin 实质上是利用语言特性，可以把它看作一种特殊的多重继承，所以它并不是 Python 独享，只要支持多重继承或者类似特性的都可以使用，比如 Ruby 中 include 语法，Vue 等前端领域也有 Mixin 的概念。

但 Mixin 终归不属于语言的语法，为了代码的可读性和可维护性，定义和使用 Mixin 类应该遵循几个原则：

1. Mixin 实现的功能需要是通用的，并且是单一的，比如上例中两个 Mixin 类都适用于大部分子类，每个 Mixin 只实现一种功能，可按需继承。
2. Mixin 只用于拓展子类的功能，不能影响子类的主要功能，子类也不能依赖 Mixin。比如上例中 Person 继承不同的 Mixin 只是增加了一些功能，并不影响自身的主要功能。如果是依赖关系，则是真正的基类，不应该用 Mixin 命名。
3. Mixin 类自身不能进行实例化，仅用于被子类继承。