Python 中什么时候该用类

Python 里大多数类其实本该写成函数。判断标准不是“这是不是名词”，而是有没有一种非法状态需要类来阻止。

大多数 Python 代码库里都有本该写成函数的类。只有一个方法，没有值得保护的状态，存在的理由只是有人学过“面向对象就是写类”。

所以这个系列从“为什么别写类”讲起。

披着类外衣的函数

# a class with one method and no state is a function wearing a costume
class TaxCalculator:
    def __init__(self, rate):
        self.rate = rate
    def calculate(self, amount):
        return amount * self.rate

calc = TaxCalculator(0.2)
print(calc.calculate(100))

def calculate_tax(amount, rate=0.2):
    return amount * rate

print(calculate_tax(100))

输出：

20.0
20.0

结果一样。函数只有一行，不用先构造对象，测试时也不用实例化任何东西。这个类什么都没给你带来。

这是最常见的多余的类：保存一份配置，再用一个方法去用它。在 Python 里，这就是一个带默认参数的函数。

数据就只是数据

如果你只是把几个总是一起出现的值放在一起，用字典或 namedtuple 比用类表达得更清楚：

# a dict is enough when the data is just data
point = {'x': 3, 'y': 4}
print(point['x'], point['y'])

from collections import namedtuple
Point = namedtuple('Point', 'x y')
p = Point(3, 4)
print(p, p.x, p.x + p.y)

输出：

3 4
Point(x=3, y=4) 3 7

一行 namedtuple 就给了你属性访问、可读的 repr 和不可变性。本系列第 8 篇会把这四种写法放在一起认真比较。

真正管用的判断标准

不是“这是不是名词”。名词到处都是，大部分用字典就够了。

标准是：有没有一种非法状态，是这个类能阻止的？

# state that changes together is what a class is for
class BankAccount:
    def __init__(self, balance=0):
        self.balance = balance
        self.history = []

    def deposit(self, amount):
        if amount <= 0:
            raise ValueError(f"deposit must be positive, got {amount!r}")
        self.balance += amount
        self.history.append(('deposit', amount))

    def withdraw(self, amount):
        if amount > self.balance:
            raise ValueError(f"balance is {self.balance}, cannot withdraw {amount}")
        self.balance -= amount
        self.history.append(('withdraw', amount))

acct = BankAccount(100)
acct.deposit(50)
acct.withdraw(30)
print(acct.balance, acct.history)

输出：

120 [('deposit', 50), ('withdraw', 30)]

这里的类就有存在的价值。balance 和 history 必须一起变——存款只改了其中一个就是 bug，而从类外面根本写不出这种 bug。

看它怎么拒绝：

acct2 = BankAccount(10)
try:
    acct2.withdraw(999)
except ValueError as err:
    print(type(err).__name__ + ':', err)
print('balance untouched:', acct2.balance)

输出：

ValueError: balance is 10, cannot withdraw 999
balance untouched: 10

换成字典，这笔取款就会放过去，留下一个负数余额，历史记录里还什么都没有。

要点

• 只有一个方法、没有状态，那就该写成函数。
• 总是一起出现的值，用字典、namedtuple 或数据类（dataclass）。
• 当两份以上的状态必须一起变，并且类能拒绝进入非法状态时，类才有存在的价值。
• 标准不是“它是不是名词”，而是“它能不能防住 bug”。

如果你说不出你的类排除了哪种非法状态，那你写的只是一个多绕了几步的命名空间。这不一定错，但它应该是一个决定，而不是条件反射。