协议：Python 中的「隐性契约」

在 Python 中，协议是一组未明确定义在代码中的约定。它通过文档描述，要求对象实现特定方法即可被视为某种类型。例如：

• 序列协议：只需实现 len（获取长度）和 getitem（通过索引获取元素）两个方法
• 迭代协议：只需实现 iter 或 getitem 即可支持 for 循环
  这与 Java/C# 等语言的显式接口（interface）截然不同。Python 不强制继承关系，只关注行为是否匹配，这正是「鸭子类型」的核心。

鸭子类型：行为决定身份

鸭子类型（Duck Typing） 的经典定义是：

“If it walks like a duck and quacks like a duck, then it must be a duck.”
只要对象的行为像鸭子，就可以被当作鸭子使用。

通过《流畅的 Python》中的 FrenchDeck 示例解析：

class FrenchDeck:
    def __len__(self): ...  # 实现序列协议方法1 
    def __getitem__(self, position): ...  # 实现序列协议方法2 

• 无需继承任何基类，但可自动支持 len(deck)、deck[3] 等操作
• 直接获得迭代、切片、反向遍历等能力（因为 Python 的内置函数如 reversed() 会动态检测协议方法）

协议的非强制性：灵活与实用并存

协议允许部分实现，根据场景灵活取舍：

应用场景	需实现的方法	获得的能力
基本序列操作	len, getitem	len(), 索引访问, 迭代
完整切片支持	增加 setitem	支持类似 deck[2:5] = […]
随机访问优化	补充 reversed	反向迭代效率提升

示例：仅实现 getitem 即可支持迭代

class SimpleRange:
    def __getitem__(self, index):
        if index >= 5: raise IndexError 
        return index * 10 
 
for num in SimpleRange(): 
    print(num)  # 输出 0,10,20,30,40 

协议的设计哲学：Python 的动态之美

多态性的本质

函数不检查对象类型，而是直接调用方法。只要对象响应方法调用，即可协同工作。

与继承解耦的优势

不同类可独立实现相同协议，例如：

FrenchDeck（扑克牌组）和 DatabaseCursor（数据库游标）都可以实现序列协议
第三方库无需知道具体类，只需依赖协议方法

渐进式完善

开发者可以先实现核心协议方法，再逐步添加 contains（支持 in 操作）、add（支持 + 运算）等扩展方法。

实践建议：如何驾驭协议？

善用抽象基类（ABC）

虽然协议是隐性的，但通过 collections.abc 模块的抽象基类（如 Sequence、Iterable）可显式声明协议实现，增强代码可读性。

文档驱动开发

在类文档中明确说明实现了哪些协议，例如：

class Vector:
    """实现序列协议（__len__, __getitem__）的可迭代三维向量"""

防御性编程技巧

使用 hasattr(obj, ‘getitem’) 动态检测协议方法，而非 isinstance() 检查类型，以保持代码的开放性。

结语：超越类型系统的智慧

Python 的协议和鸭子类型打破了静态类型语言的束缚，通过「行为约定」而非「血缘继承」实现多态。这种设计：

• 降低模块间的耦合度
• 鼓励「按需实现」的轻量化开发
• 让内置类型与自定义类平等协作
  正如 Python 之禅所言：
  “It’s easier to ask for forgiveness than permission.”
  （请求宽恕比申请许可更简单）—— 这正是动态协议思想的终极体现。