魔术方法和熊猫继承的Python设计模式

Question

所以我基本上把这个问题提一些建议

我有几个基本执行一些熊猫操作并返回数据框的类。 但是这些数据帧需要在某些过滤器选项上进行加减。 我计划编写一个重写__add__和__sub__方法的类，以便由实现这些过滤器的代码来添加或减去这些数据帧。 以下是基本结构

import ArithOperation
class A:
  def dataA(self, filenameA):
    dfa = pd.read_excel(filenameA)
    return ArithOperation(dfA)

class B:
  def dataB(self, filenameB):
    dfb = pd.read_excel(filenameB)
    return ArithOperation(dfB)

dfA和dfB是熊猫数据框。

class ArithOperation:
  def __init__(self, df):
     self.df = df
  def __add__(self, other):
     # here the filtering and manual addition is done
     return ArithOperation(sumdf)
  def __sub__(self, other):
     # here the filtering and manual subtraction is done
     return ArithOperation(deltadf)

基本上我做如下计算

dfa = A().dataA()
dfb = B().dataB()

sumdf = dfa+dfb
deltadf = dfa-dfb

但是，如何使sumdf和deltadf也具有默认的dataframe函数。 我知道我应该将数据帧类继承给ArithOperation，但是我很困惑，在很多地方实例化ArithOperation（）有点不自在。

1. 有没有针对此问题的更好的设计模式？
2. 在ArithOperation上继承哪个类，以便在ArithOperation对象上也具有所有pandas dataframe函数？

Answer 1

在我看来，您想自定义现有类型的行为（在这种情况下为数据框，但可以是任何类型）。 通常，我们想将某些行为更改为另一种行为，或者我们想要扩展该行为，或者我们希望两者都做。 当我说行为时，请考虑方法）。

您还可以在has-a方法之间进行选择（即包装对象，方法是创建一个新类，该类的对象包含对原始对象的引用。这样，您可以创建几个新的，不同的或相似的方法来最终产生新的事物）使用一些现有的接口，通过使用存储的引用来调用原始方法，这样您就可以使原始类接口适应另一个接口，这就是包装器模式（或适配器模式）。

那就是你所做的。 但是随后您面临一个问题：您如何接受原始类的所有可能方法？ 您将不得不重写所有可能的方法（非实用方法），仅将它们委托给原始类，或者找到一种方法将它们委托给您，除了您覆盖的少数方法之外。 我不会介绍这最后一种可能性，因为您可以使用继承，这使事情变得非常简单。

只需从原始类继承，您就可以创建具有与父类相同行为的对象。 如果需要新的数据成员，请重写__init__并添加这些成员，但不要忘记调用父类的__init__ ，否则该对象将无法正确初始化。 就是在这里使用super().__init__()如下所述。 如果要添加新方法，只需将常规def添加到您的子类中。 如果要扩展现有方法，请按照__init__方法的说明进行操作。 如果您想完全覆盖一个方法，只需使用与原始方法名称相同的def编写您的版本，它将完全取代原始方法。

因此，在您的情况下，您想从数据框类继承，则必须选择是否需要自定义__init__ 。 如果您需要定义一个，但不要忘了在其中调用父级的原件。 然后定义您的自定义方法，比如说一个新的__add__和__sub__ ，它们可以替换或扩展原始方法（使用相同的技术）。 注意不要定义您认为是新的但实际上存在于原始类中的方法，因为它们将被覆盖。 这是继承的一个小麻烦，特别是如果原始文档具有许多方法的接口。

使用super()扩展父母的课堂行为

class A:
    pass # has some original __init__

class B(A): # B inherits A
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs) # preserves parent initialization, passing the same received arguments. If you don't do this parent __init__ will be overrided, not initialising parent object properly.
        # add your custom code
        pass

super()问题在于，它解决了使用多重继承（继承自多个类），确定应该调用哪个parents方法（如果您使用相同的命名方法）时会出现的一些问题； 建议通过子类内部的SomeParentClass.method()调用父方法。

同样，如果因为需要而将类型作为子类，则不必担心像您所说的在任何地方使用它。 确保有充分的理由对它进行自定义（因此请考虑将其设置为数据框是否合适，或者是否有另一种更简单的方法来实现相同的目标而不这样做；在这里不能为您提供建议，我还没有熊猫的经验） ，然后使用它代替原始类。