python - 自动计数器作为整数的子类？

Question

是否可以创建一个整数类，其中某个类的实例(例如 AutomaticCounter)每次被调用时都会增加某个数字(例如 1)？

>>> n = AutomaticCounter(start=0)
>>> print(n)
1
>>> print(n)
2

这是我迄今为止尝试过的:

class AutomaticCounter(int):
    def __init__(self):
        self = 0
    def __str__(self):
        self = self + 1
        return self

Answer 1

如果你真的，真的，真的需要破坏一个不可变和内置的 类型，然后你可以创建一个指向它的“指针”:

class AutomaticCounter(int):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # create a new instance of int()
        self = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        # create a member "ptr" and storing a ref to the instance
        self.ptr = self
        # return the normal instance
        return self

    def __str__(self):
        # first, create a copy via int()
        # which "decays" from your subclass to an ordinary int()
        # then stringify it to obtain the normal __str__() value
        value = str(int(self.ptr))

        # afterwards, store a new instance of your subclass
        # that is incremented by 1
        self.ptr = AutomaticCounter(self.ptr + 1)
        return value

n = AutomaticCounter(0)
print(n)  # 0
print(n)  # 1
print(n)  # 2

# to increment first and print later, use this __str__() instead:
    def __str__(self):
        self.ptr = AutomaticCounter(self.ptr + 1)
        return str(int(self.ptr))

但是，这并不会使类型本身变得不可变。如果您在 __str__() 的开头执行 print(f"{self=}") ，您将看到实例没有更改，因此您实际上拥有的大小为您的对象的 2x int() (+一些垃圾)，您可以通过 self.ptr 访问真实实例。

它不能单独使用 self，因为 self 只是传递给的只读引用(通过 __new__() 创建)实例的方法作为第一个参数，所以像这样:

def func(instance, ...):
    instance = <something else>

正如 Daniel 所提到的，你做作业会，只需为名为 instance ( self is just a quasi-standard name for the reference ) 的 local 变量分配一个新值，这并不会真正更改实例。因此，下一个看起来类似的解决方案是一个指针，当您想按照您描述的方式操作它时，我将它“隐藏”到一个名为 ptr 的自定义成员。

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正如 user2357112 所指出的，由于实例不可变会导致不同步，因此如果您选择 self.ptr hack，则需要更新魔术方法 (__*__()) >)，例如，这是更新 __add__()。请注意 int() 调用，它将其转换为 int() 以防止递归。

class AutomaticCounter(int):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        self = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
        self.ptr = self
        return self

    def __str__(self):
        value = int(self.ptr)
        self.ptr = AutomaticCounter(int(self.ptr) + 1)
        return str(value)

    def __add__(self, other):
        value = other
        if hasattr(other, "ptr"):
            value = int(other.ptr)
        self.ptr = AutomaticCounter(int(self.ptr) + value)
        return int(self.ptr)

    def __rmul__(self, other):
        # [1, 2, 3] * your_object
        return other * int(self.ptr)

n = AutomaticCounter(0)
print(n)    # 0
print(n)    # 1
print(n)    # 2
print(n+n)  # 6

但是，任何尝试提取原始值或尝试使用 C API 访问它的操作很可能会失败，即反向操作，例如对于那些无法可靠地编辑魔术方法的人来说，使用不可变的内置函数应该是这种情况，因此它在所有模块和所有作用域中都得到了纠正。

示例:

# will work fine because it's your class
a <operator> b -> a.__operator__(b)
vs
# will break everything because it's using the raw value, not self.ptr hack
b <operator> a -> b.__operator__(a)

出于某种原因，list.__mul__() 除外。当我在 CPython 中找到代码行时，我会将其添加到此处。

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或者，更明智的解决方案是创建一个自定义的可变对象，在其中创建一个成员并对其进行操作。然后返回它，字符串化，在__str__中:

class AutomaticCounter(int):
    def __init__(self, start=0):
        self.item = start
    def __str__(self):
        self.item += 1
        return str(self.item)