使用元类的 Python 类设计

Question

我有一个类设计，其中从某个Parent类继承的Children类只是在某些参数上有所不同，但是父类包含所有方法，这些方法使用作为子类变量提供的参数。因此，换句话说，我的每个 Child 类都由 参数 列表和 Parent 类的继承完整描述。 p>

那么，假设我有以下类(class):

class Parent():
    def __init__(self, **kwargs):
        for param in self.__class__.parameters:
            self.setattr(param, kwargs.get(param))

    def compare(self, other):
        for param in self.__class__.parameters:
            if self.getattr(param) != other.getattr(param):
                return False
        return True

class ChildA(Parent):
    parameters = ["length", "height", "width"]
    def __init__(self, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)


class ChildB(Parent):
    parameters = ["color", "taste"]
    def __init__(self, **kwargs):
        super().__init__(**kwargs)

我的实际类有点不同 - 我在 Parent 类上有越来越复杂的方法以及不同类型的参数 - 但这是设计原则的最小示例。

由于Parent类依赖其Children来拥有类变量parameters，我想，我可能想要强制存在每个Child 类上的类变量。我读到我通过使用元类来实现这一点。但我还了解到大多数开发人员不需要使用元类，如果有疑问，您可能不需要它们。我以前从未使用过元类，因此我不确定是否应该使用它们，因此根据提到的规则，我可能不需要元类。但另一方面，术语“元类”听起来很适合我的结构，因为 Parent 确实看起来很像某种意义上可以称为“元类”的东西(从技术上讲，不是在就 OOP 中使用术语技术元类的方式而言，但就以下方面而言:它完全描述了子类的行为)。

所以，我想知道:是否有不同(更好)的类设计来反射(reflect)我的结构？我应该使用元类来强制参数的存在，还是有更好的方法？或者我应该辞职以强制 Children 类中存在 parameters 类变量？

Answer 1

如果使用 python3.6 或更高版本，您可以使用 __init_subclass__ 来完成此操作我个人认为它比元类更好。

基于所描述的用例的__init_subclass__示例:

class Parent:
    def __init_subclass__(cls):
        if not hasattr(cls, 'parameters'):
          raise TypeError(f'Subclass of {cls} does not have a parameters class attribute')

    def __init__(self, **kwargs):
        for param in self.__class__.parameters:
            self.setattr(param, kwargs.get(param))

    def compare(self, other):
        for param in self.__class__.parameters:
            if self.getattr(param) != other.getattr(param):
                return False
        return True


class GoodChild(Parent):
    parameters = ['length', 'height', 'width']


class BadChild(Parent):
    pass

这会导致在创建 BadChild 类时(而不是在实例化它时)引发 TypeError 异常:

TypeError: Subclass of <class '__main__.BadChild'> does not have a parameters class attribute