如何使用抽象的 __init__ 方法創建一個類？

Question

我想在 Python 中創建一個抽象基類，其中合同的一部分是如何創建實例。 不同的具體實現代表了可以互換使用的各種算法。 下面是一個簡化的示例（通常的免責聲明- 實際用例更復雜）：

from abc import ABC, abstractmethod
from typing import Type


class AbstractAlgorithm(ABC):
    @abstractmethod
    def __init__(self, param: int):
        pass

    @abstractmethod
    def get_result(self) -> int:
        pass


class ConcreteAlgorithm(AbstractAlgorithm):
    def __init__(self, param: int):
        self._param = param

    def get_result(self) -> int:
        return self._param * 2


def use_algorithm(algorithm: Type[AbstractAlgorithm]) -> int:
    a = algorithm(10)
    return a.get_result()

上述方法有效，但有一個缺點是我不能在ConcreteAlgorithm.__init__中調用super().__init__(...) ，這可能會破壞某些繼承場景，我認為（如果我在這里錯了，請糾正我，但調用super對於多重繼承很重要，對吧？）。 （嚴格來說__init__可以被調用，但與子類__init__具有相同的簽名，這沒有意義）。

Python 類是可調用的，所以我也可以這樣表達：

from abc import ABC, abstractmethod
from typing import Callable


class AbstractAlgorithm(ABC):
    @abstractmethod
    def get_result(self) -> int:
        pass


class ConcreteAlgorithm(AbstractAlgorithm):
    def __init__(self, param: int):
        self._param = param

    def get_result(self) -> int:
        return self._param * 2


def use_algorithm(algorithm: Callable[[int], AbstractAlgorithm]) -> int:
    a = algorithm(10)
    return a.get_result()


print(use_algorithm(ConcreteAlgorithm))

這可行並且沒有上面提到的缺點，但我確實喜歡在抽象基類中使用__init__ -signature 以用於文檔目的。

最后，可以有抽象類方法，所以這種方法也有效：

from abc import ABC, abstractmethod
from typing import Type


class AbstractAlgorithm(ABC):
    @classmethod
    @abstractmethod
    def initialize(cls, param: int) -> "AbstractAlgorithm":
        pass

    @abstractmethod
    def get_result(self) -> int:
        pass


class ConcreteAlgorithm(AbstractAlgorithm):
    @classmethod
    def initialize(cls, param: int) -> "ConcreteAlgorithm":
        return cls(param)

    def __init__(self, param: int):
        self._param = param

    def get_result(self) -> int:
        return self._param * 2


def use_algorithm(algorithm: Type[AbstractAlgorithm]) -> int:
    a = algorithm.initialize(10)
    return a.get_result()


print(use_algorithm(ConcreteAlgorithm))

這行得通，但是我失去了使用諸如可調用algorithm之類的算法的好特性（它更靈活，以防有人真的想加入一個函數，例如根據某些參數值決定使用哪種算法）。

那么，是否有一種方法可以滿足所有三個要求：

1. 抽象基類中接口的完整文檔。
2. 可用作可調用對象的具體實現。
3. 沒有不安全的行為，比如不能調用基類__init__ 。

Answer 1

嚴格來說__init__可以被調用，但是與子類__init__具有相同的簽名，這沒有意義。

不，這很有意義。

您正在規定簽名，因為您要求每個子類都准確地實現它。 這意味着您也需要完全這樣稱呼它。 每個子類都需要完全根據抽象定義調用它的super().__init__ ，並傳遞所有定義的參數。