python - 根据父类初始化的条件初始化子类

Question

我正在为一个用 Python 编写的项目处理矩阵。我知道已经存在很多用于操作矩阵的库，但我正在编写自己的库，因此我确切地知道幕后发生了什么。

所以我有一个Matrix基类和一个Vector子类。两者都按预期单独工作，但如果使用单行或列初始化，我希望将 Matrix 变为 Vector。

当使用正确的大小初始化Matrix时，我尝试了类似self = Vector(...)的方法。但这似乎并不影响该物体。我还想过调用 Vector 类的 __init__() 方法，但这还不够，因为我最重要的是 Vector的方法。

有没有一种Python式的方法来处理这样的情况？

Answer 1

这是可以做到的，尽管这可能不是最好的方法。毕竟，如果实例化 Matrix 类，人们期望结果是一个 Matrix 实例。

实现此目的的一种方法是自定义 Matrix 类的构造函数:

class Matrix:
    def __new__(cls, nrows, ncols):
        if nrows == 1:
            inst = super(Matrix, cls).__new__(Vector)
        else:
            inst = super(Matrix, cls).__new__(cls)
        inst.nrows = nrows
        inst.ncols = ncols
        return inst

    def __repr__(self):
        return '{}(nrows={}, ncols={})'.format(
            self.__class__.__name__, self.nrows, self.ncols)

演示:

>>> m1 = Matrix(2, 5)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   
Matrix(nrows=2, ncols=5)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
>>> Matrix(1, 5)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   
Vector(nrows=1, ncols=5)

请注意，实例实际上是在 __new__() 方法内创建的，而 __init__() 用于初始化新创建的实例。

此外，正如 @Blckknght 下面的评论中提到的那样，通过 Matrix 类创建 Vector 实例可能会导致不必要的意外，例如 Vector 的 __init__() 方法未被调用(必须手动调用)。

不过，根据您的用例，最好保持干净并仅使用工厂来创建实例:

class Matrix: 
    def __init__(self, nrows, ncols):
        self.nrows = nrows
        self.ncols = ncols

    def __repr__(self):
        return '{}(nrows={}, ncols={})'.format(
            self.__class__.__name__, self.nrows, self.ncols)

class Vector(Matrix):
    pass

def make_matrix(nrows, ncols):
    if nrows == 1:
        return Vector(nrows, ncols)
    return Matrix(nrows, ncols)

演示:

>>> make_matrix(1, 5)
Vector(nrows=1, ncols=5)
>>> make_matrix(2, 5)
Matrix(nrows=2, ncols=5)

当然，make_matrix()也可以实现为Matrix类的(类/静态)方法，但这将使父类与它的子类之一...