Python 3.5 版本引入了“類(lèi)型提示”，使代碼更易讀，方便開(kāi)發(fā)者理解彼此的代碼。

為什么類(lèi)型提示至關(guān)重要？

在 Java、C 等強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言中，依賴(lài)反轉(zhuǎn) (DI - Dependency Inversion) 是一項(xiàng)重要的技術(shù)，但在弱類(lèi)型語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)。

依賴(lài)反轉(zhuǎn)的核心思想是：類(lèi)不應(yīng)該依賴(lài)具體的實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)該依賴(lài)抽象。因?yàn)槌橄螅ń涌诨虺橄箢?lèi)）是相對(duì)穩(wěn)定的契約。

不良示例：

class GasStation:
    def fill_tank(car, amount):
        car.fill(amount)

此例中，加油站只能為汽車(chē)加油。更糟糕的是，由于函數(shù) fill_tank 沒(méi)有定義類(lèi)型，任何值都可能被傳入，錯(cuò)誤只能在運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)。

良好示例：

from typing import Protocol

class Vehicle(Protocol):
    def fill(amount: int) -> None:
        ...
class GasStation:
    def fill_tank(vehicle: Vehicle, amount: int) -> None:
        vehicle.fill(amount)

此例中，先定義抽象類(lèi) Vehicle (使用 typing.Protocol)。GasStation 的 fill_tank 函數(shù)不再依賴(lài)具體的汽車(chē)類(lèi)，而是依賴(lài) Vehicle 接口，從而變得更通用，可以為任何實(shí)現(xiàn)了 fill 方法的車(chē)輛加油。

什么是 PyDIT？

我利用 Python 的類(lèi)型提示系統(tǒng)，創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)化依賴(lài)反轉(zhuǎn)使用的庫(kù)，名為 PyDIT (Python Dependency Injection with Types)。

假設(shè)需要一個(gè)用于存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，無(wú)論使用 PostgreSQL、MySQL、OracleDB、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)還是 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，都需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接類(lèi)，并提供讀、寫(xiě)、刪記錄的功能。

from time import sleep
from typing import TypedDict
from typing_extensions import override
from uuid import UUID
from src.configs.di import pydit
from src.adapters.repositories.interfaces.user import UserRepository
from src.constants.injection import MEMORY_REPOSITORY_CONFIG_TOKEN
from src.domain.user.models.user import UserModel


class ConfigType(TypedDict):
    delay: int


class MemoryUserRepository(UserRepository):

    __users: dict[UUID, UserModel] = {}

    def __init__(self):
        self.__delay = self.config.get("delay", 0.2)

    @pydit.inject(token=MEMORY_REPOSITORY_CONFIG_TOKEN)
    def config(self) -> ConfigType:  # TODO: supress return type error
        pass

    @override
    def get_by_id(self, *, id_: UUID) -> UserModel:
        sleep(self.__delay)

        user = self.__users.get(id_)

        if user is None:
            raise ValueError("User not found")

        return user

    @override
    def save(self, *, data: UserModel) -> None:
        sleep(self.__delay)
        self._check_pk_conflict(pk=data.id)

        self.__users[data.id] = data

    @override
    def list_(self) -> list[UserModel]:
        return list(self.__users.values())

    def _check_pk_conflict(self, *, pk: UUID) -> None:
        if pk not in self.__users:
            return

        raise ValueError("Primary key conflicts: DB alrady has a user with this ID")

為了保證代碼與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)無(wú)關(guān)，定義一個(gè)所有數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)都必須遵循的接口：

from abc import abstractmethod
from typing import Protocol
from uuid import UUID
from src.domain.user.models.user import UserModel


class UserRepository(Protocol):
    @abstractmethod
    def get_by_id(self, *, id_: UUID) -> UserModel:
        pass

    @abstractmethod
    def save(self, *, data: UserModel) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def list_(self) -> list[UserModel]:
        pass

接下來(lái)，初始化依賴(lài)項(xiàng)以便注入：

from src.adapters.repositories.in_memory.user import MemoryUserRepository
from src.constants.injection import MEMORY_REPOSITORY_CONFIG_TOKEN
from .di import pydit
from .get_db_config import get_db_config


def setup_dependencies():
    pydit.add_dependency(get_db_config, token=MEMORY_REPOSITORY_CONFIG_TOKEN)
    pydit.add_dependency(MemoryUserRepository, "UserRepository")

最后，將依賴(lài)項(xiàng)注入到創(chuàng)建用戶(hù)的模塊中：

from typing import cast
from src.adapters.repositories.interfaces.user import UserRepository
from src.configs.di import pydit
from src.domain.user.models.create_user import CreateUserModel
from src.domain.user.models.user import UserModel
from src.domain.user.services.create import CreateUserService
from src.domain.user.services.list import ListUsersService


class UserModule:
    @pydit.inject()
    def user_repository(self) -> UserRepository:
        return cast(UserRepository, None)

    def create(self, data: CreateUserModel) -> None:
        CreateUserService(self.user_repository).execute(data)

    def list_(self) -> list[UserModel]:
        return ListUsersService().execute()

依賴(lài)項(xiàng)作為屬性注入，可以通過(guò) self 或 module.user_repository 訪問(wèn)。

這個(gè)例子很簡(jiǎn)單，但 PyDIT 可以應(yīng)用于各種項(xiàng)目配置、代碼抽象和 SOLID 原則的場(chǎng)景。歡迎嘗試并貢獻(xiàn)代碼！

代碼倉(cāng)庫(kù)：Github
LinkedIn：Marcelo Almeida (MrM4rc)
PyPI：python-pydit

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