python - 在 python 类上重写 __or__ 运算符

Question

作为一个人为的例子，假设我在 python 中生成一个随机水果篮。我创建了篮子:

basket = FruitBasket()

现在我想指定篮子中可能出现的特定水果组合。假设我是一个非常挑剔的家伙，篮子要么必须装满苹果和石榴、橙子和葡萄柚，要么只能装满香蕉。

我正在阅读有关 python 运算符重载的内容，似乎我可以定义 __or__ 和 __and__ 来获得我想要的行为。我想我可以做这样的事情:

basket.fruits = (Apple() & Pomegranate()) | (Banana()) | (Orange() & Grapefruit())

创建两个类(Or 和 And)效果很好。当 __or__ 或 __and__ 被调用时，我只返回一个新的 Or 或 And 对象:

def __or__(self, other):
    return Or(self, other)

def __and__(self, other):
    return And(self, other)

我想弄清楚的是如何在不必先实例化水果的情况下执行此操作？为什么我不能在 Fruit 基类上使用静态 __or__ 方法？我试过这个但它不起作用:

class Fruit(object):
    @classmethod
    def __or__(self, other):
        return Or(self, other)

并分配水果:

basket.fruits = (Apple & Pomegranate) | (Orange & Grapefruit) | (Banana)

我收到这样的错误:

TypeError: unsupported operand type(s) for |: 'type' and 'type'

关于如何使这项工作有任何想法吗？

Answer 1

__or__ 根据对象的类型查找；对于 Fruit 实例，它将是 Fruit；对于Fruit，即类型。不过，您可以使用元类更改 Fruit 的类型:

class FruitMeta(type):

    def __or__(self, other):
        return Or(self, other)


class Fruit(object):
    __metaclass__ = FruitMeta

(对于 Python 3，语法是 class Fruit(metaclass=FruitMeta):。)

然后这会做你想做的一切。 苹果 | Banana(假设这两个是 Fruit 的子类)将生成 Or(Apple, Banana)。

不过，对这种设计要非常小心。它趋向于魔法领域，很容易引起混淆。

(完整演示，在 Python 2.7 中:)

>>> class Or(object):
...     def __init__(self, a, b):
...             self.a = a
...             self.b = b
...     def __repr__(self):
...             return 'Or({!r}, {!r})'.format(self.a, self.b)
... 
>>> class FruitMeta(type):
...     def __or__(self, other):
...             return Or(self, other)
... 
>>> class Fruit(object):
...     __metaclass__ = FruitMeta
... 
>>> class Apple(Fruit): pass
... 
>>> class Banana(Fruit): pass
... 
>>> Apple | Banana
Or(<class '__main__.Apple'>, <class '__main__.Banana'>)