[Python]動態在Object中加入Method

Python這類的動態語言大多提供Run-time時動態修改一個object的方法，這樣的好處是你可以動態的修改某個object，為這個Obejct加入一些新的method。

Ruby要為object加入新method非常簡單：

dog = Object.new

def dog.sit
    print "I'm sitting.\n"
end

dog.sit

Ruby很簡單就能為dog加入一個sit的method。
Python實做起來稍微麻煩一些，主要原因是因為Python的函式有分成bound和unbound。

>>> def foo():
...     print "foo"
...
>>> class A:
...     def bar( self ):
...         print "bar"
...
>>> a = A()
>>> foo
<function foo at 0x00A98D70>
>>> a.bar
<bound method A.bar of <__main__.A instance at 0x00A9BC88>>
>>>

bound method必須被bound到一個instance，在呼叫method時instance才會被當成參數傳入。
由於函式預設都是Unbound，如果直接加入method到object中，Python會丟出exception

>>> def barFighters( self ):
...     print "barFighters"
...
>>> a.barFighters = barFighters
>>> a.barFighters()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: barFighters() takes exactly 1 argument (0 given)

其實只需要手動把method bound到instance上就可以解決這個問題。
這邊我們使用type module中的MethodType來把method bound到instance上。

>>> import types
>>> a.barFighters = types.MethodType( barFighters, a )
>>> a.barFighters
<bound method ?.barFighters of <__main__.A instance at 0x00A9BC88>>
>>> a.barFighters()
barFighters

可以看到method被bound後就可以在Python中被正確的呼叫，這就是Python動態在object加入method的方法。

Static Typing, Dynamic Typing, Strong Typing, Weak Typing

Static Typing

如果一個程式語言中的每個變數型別在編譯時期就完全決定好，我們稱這個程式語言屬於static type。這類的程式語言在使用變數時通常都需要先宣告變數，編譯器會在編譯時期去做type checking。比如說Java, C, C++, C#。以下是一段C的範例:

int num, sum; // explicit declaration
num = 5; // now use the variables
sum = 10;
sum = sum + num;

變數使用前需要宣告是static type的特徵之一

Dynamic Typing

Dynamic type和static type相反，一個屬於dynamic type的程式語言不需要宣告變數，因此編譯器無法對型別做檢查在編譯時找出型別上的錯誤。在執行期間存取變數時，會透過適當的機制來判斷此變數可能的型別。Dynamic type不需要事先宣告變數就能直接使用，比如說Python, PHP, Ruby, Perl。以下是一段Python的範例程式:

sum = 1   // directly using the variable
sum += 2

上面的範例我們直接使用變數sum而沒有事先宣告，這是dynamic type的其中一個特徵。 簡單來說，Static typing會在編譯時去做type checking。而dynamic type會在run-time時做check。

Strong Typing

Strong typing很常會和static typing以及dynamic typing搞混。Strong typing是指變數會被綁定到某個型別，除非經過明顯的型別轉換，不然型別不會任意改變。比如說Python就是strong typing，以下是個範例:

>>> x = 3
>>> y = '4'
>>> print(x+y)
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

Python不允許int和string相加，除非我們主動去做型別轉換，不然x和y變數不會經過隱藏的型別轉換加在一起。這就是Strong typing的主要特徵。Python是dynamic typing同時也是strong typing

Weak Typing

Weak typing是指型別的概念比較弱，變數的型別可能隨時會經過隱性的轉換。比如說JavaScript，以下是JavaScript的範例:

var x = 3    
var y = '4'
alert(x + y) //Produces "34"

不同於Python，JavaScript允許這種語法並且會自動幫你做型別轉換。這就是weak typing的特徵之一。

Strong Typing v.s. Weak Typing

其實這兩者並沒有一個約定成俗的定義，很多程式語言都同時有兩種的特性。只能說偏向某一邊比較多。比如說C，大部分人認為C偏向Weak Typing，因為C有pointer可以做任意轉型，同時也有void *這種變數可存取任意型別。