元类：为什么方法不继承自基类？

Question

我正在尝试了解Python中的元类黑魔法 。 AFAIK可以使用元类，例如，以确保在派生类中实现某些方法，但是我有一个孙子辈 。 似乎即使没有理由（？），我也必须显式实现所有必需的派生方法。

看这个：

~ $ ipython
Python 3.6.5 (default, Apr 14 2018, 13:17:30) 
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 6.3.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.

In [1]: class Meta(type):
   ...:     def __new__(cls, name, bases, body):
   ...:         if 'some_method' not in body:
   ...:             raise AttributeError('some_method should be implemented')
   ...:         return super().__new__(cls, name, bases, body)
   ...: 
   ...: class Base(metaclass=Meta):
   ...:     def some_method(self):
   ...:         print('Yay')
   ...: 
   ...: class Derived(Base):
   ...:     pass
   ...: 
   ...: 
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-51c072cc7909> in <module>()
      9         print('Yay')
     10 
---> 11 class Derived(Base):
     12     pass

<ipython-input-1-51c072cc7909> in __new__(cls, name, bases, body)
      2     def __new__(cls, name, bases, body):
      3         if 'some_method' not in body:
----> 4             raise AttributeError('some_method should be implemented')
      5         return super().__new__(cls, name, bases, body)
      6 

AttributeError: some_method should be implemented

据我了解，这不应该发生，因为some_method应该像下面这样从Base类派生：

In [3]: class Base:
   ...:     def some_method(self):
   ...:         print('Yay')
   ...: 
   ...: class Derived(Base):
   ...:     pass
   ...: 
   ...: 

In [4]: Derived().some_method()
Yay

这是预期的吗？ 如果是的话，您能给我一些如何解决此问题的提示，这样我就不需要重新实现方法了吗？

Answer 1

您似乎正在尝试重新发明abc模块及其@abstractmethod装饰器。 我不确定为什么要这样做，但是如果这样做，则应查看其来源 （从文档中链接）。

您的解决方案将检查所需的名称是否在类的主体中实现。 对于继承的方法来说，这不是正确的，但是您似乎知道这一点，因此我将不作解释。 您想知道的是：您能做什么呢？ 您需要显式检查继承的方法。

abc的方法非常简单：在检查是否实现了所有抽象方法之前，它会在每个base上调用getattr 。 （毕竟，模拟getattr将在类上执行的操作的最佳方法是调用getattr 。）在那里找到的任何内容都不需要出现在主体中。

您的用例（使用静态的单个必需方法，而不是必须从装饰器的输出中获取的动态方法集）用例更加简单：

if (not any(hasattr(base, 'some_method') for base in bases)
    and 'some_method' not in body):

Answer 2

继承不是将定义注入类的东西。 相反，如果未在本地定义属性，则它允许对属性的查找超出直接类的范围。

在没有元类的情况下，对Defined().some_method()的调用大致如下：

1. 创建Defined的实例。
2. 查找该实例的__dict__属性的名为some_method的属性，但未找到。
3. 在“ Derived.__dict__ some_method ，但未找到。
4. 在Derived的基于类的类的__dict__属性中搜索some_method ，从Base开始。
5. Base.__dict__['some_method'] ，并使用Derived实例作为其隐式第一个参数来调用其值。

随着你的元类， Derived用其基类中使用的相同元类来创建，意Meta.__new__ （不type.__new__ ）是用于创建Derived 。 由于some_method不在类语句的主体中，因此它不会出现在传递给Meta.__new__的dict对象中，从而引发AttributeError 。 （请注意，由于您尚未尝试访问任何特定属性，因此应引发NotImplemented而不是AttributeError 。）

Answer 3

body包含您要定义的类中定义的内容。 在您的情况下， some_method没有在Derived定义，它不存在。

当您使用Derived().some_method() （甚至Derived.some_method ）时，它将执行查找。 它不会在“派生”中找到它，但是随后它将使用MRO（方法解析顺序）尝试父类（也称为基类）。

请参阅def __new__(cls, name, bases, body):在MRO启动之前，bases与body是分开的，这是您在类中定义的。