Python:什么时候应该使用子类而不是方法？

Question

假设我正在尝试创建一个包含两种搜索算法的类:二分搜索和线性搜索。在我看来，有三种方法可以做到这一点。

选项 1:创建一个类 Search()用两种方法 binary_search和 linear_search .搜索算法将取决于用户选择使用哪种方法。示例:用户将创建对象 s = Search()随后使用 s.binary_search() .

选项 2:创建一个类 Search()用一种方法 do_search调用两个私有(private)方法 _binary_search和 _linear_search基于什么值传递给 __init__争论。示例:用户将创建对象 b = Search('binary') .

选项 3:制作基类 Search()有两个子类 Binary()和 Linear() .然后用户将通过使用适当的子类来选择算法。示例:用户将创建对象 b = Binary() .

我的问题是您应该使用三个选项中的哪一个，为什么？

我认为从设计的角度来看，选项 3 是最好的，但我不太确定为什么。我也对其他观点感兴趣(不仅仅是设计)。

Answer 1

在这种特殊情况下，您可能根本不应该使用类，因为没有保存状态。请记住，类对于将数据与操作该数据的方法一起分组非常有用。但是在二分查找中，没有数据。我的意思是，你得到一些输入(列表)，然后你对该输入进行一些计算以产生一些输出(一个索引)，然后你返回输出，就是这样。搜索算法完成后没有什么可保存的。所以上课没有意义。

但是假设您有一个场景，其中有一些原因需要保存状态。例如，假设您在同一个数组上进行多次搜索，您有理由相信连续搜索的结果通常会在数组中靠得很近。您可能希望保存每次搜索的结果，以便您可以通过搜索附近的索引来开始下一次搜索。这是您想要使用类的情况。在这种情况下，您可以根据存储的状态(在本例中为先前的结果)是否与您的所有算法相关来将选项 3 与其他选项区分开来。如果所有算法都可以使用相同的保存状态，那么拥有一个具有多种搜索方法的类可能是有意义的，并且默认情况下只选择最佳搜索方法，但允许客户端代码选择方法，如果他们选择的话 - 那' d 类似于选项 1 和选项 2 的组合。

def search(self, element, kind='binary'):
    if kind == 'binary':
        return self.binary_search(element)
    elif kind == 'linear':
        return self.linear_search(element)
    else:
        # error
def binary_search(self, element):
    ...
def linear_search(self, element):
    ...

但是如果不同的算法需要不同的保存状态，这就是您可能想要使用子类的地方，或者通常，不同的算法需要不同的类。

我想说使用通用的 search() 方法而不是，或者至少除了使用针对个别算法的特定搜索方法(如 binary_search() 和 linear_search()) 因为在很多情况下，您知道哪种算法最好并且可以选择那个。我能想到的不提供这种意义上的通用方法的唯一原因是，如果您真的不知道要使用哪种算法，如果在不同情况下需要不同的算法，并且您需要让客户端代码选择使用哪个算法。