python 子类检查和子类钩子

python subclasscheck & subclasshook

方法__subclasscheck____subclasshook__用于判断一个class是否被视为另一个class的subclass。但是,他们的文档非常有限,即使是高级 Python 书籍也是如此。它们的用途是什么?它们的区别是什么(更高优先级、它们所指的关系方面等...)?

__subclasshook__ and __subclasscheck__ 用于自定义 issubclass 函数的行为。 abc source code.

中有更多信息

__subclasscheck__ 是在 class 的类型 (metaclass) 上查找的。不应为普通 class.

定义

__subclasshook__ 检查 subclass 是否被认为是某个 ABC 的 subclass。这意味着您可以进一步自定义 issubclass 的行为,而无需在要考虑 ABC 的子 class 的每个 class 上调用 register()。

这意味着您可以在您的 ABC class 中定义 __subclasshook__ 一些条件,并且所有满足该条件的 class 都将被视为子 class。

例如:

from abc import ABCMeta

class Sized(metaclass=ABCMeta):
    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, C):
        if cls is Sized:
            if any("__len__" in B.__dict__ for B in C.__mro__):
                return True
        return NotImplemented

class A(object):
    pass

class B(object):
    def __len__(self):
        return 0

issubclass(A, Sized)  # False
issubclass(B, Sized)  # True

这两种方法都可用于自定义 issubclass() 内置函数的结果。

__subclasscheck__

class.__subclasscheck__(self, subclass)

Return true if subclass should be considered a (direct or indirect) subclass of class. If defined, called to implement issubclass(subclass, class).

Note that these methods are looked up on the type (metaclass) of a class. They cannot be defined as class methods in the actual class. This is consistent with the lookup of special methods that are called on instances, only in this case the instance is itself a class.

此方法是负责自定义issubclass检查的特殊方法。就像“注意”指出的那样,它必须在 metaclass!

上实现
class YouWontFindSubclasses(type):
    def __subclasscheck__(cls, subclass):
        print(cls, subclass)
        return False

class MyCls(metaclass=YouWontFindSubclasses):
    pass

class MySubCls(MyCls):
    pass

即使您有真正的子 classes:

,此实现也会 return 错误
>>> issubclass(MySubCls, MyCls)
<class '__main__.MyCls'> <class '__main__.MySubCls'>
False

__subclasscheck__ 实现实际上有更多有趣的用途。例如:

class SpecialSubs(type):
    def __subclasscheck__(cls, subclass):
        required_attrs = getattr(cls, '_required_attrs', [])
        for attr in required_attrs:
            if any(attr in sub.__dict__ for sub in subclass.__mro__):
                continue
            return False
        return True

class MyCls(metaclass=SpecialSubs):
    _required_attrs = ['__len__', '__iter__']

通过此实现,定义 __len____iter__ 的任何 class 将 return Trueissubclass 检查中:

>>> issubclass(int, MyCls)  # ints have no __len__ or __iter__
False
>>> issubclass(list, MyCls)  # but lists and dicts have
True
>>> issubclass(dict, MyCls)
True

在这些示例中,我没有调用 superclasses __subclasscheck__,因此禁用了正常的 issubclass 行为(由 type.__subclasscheck__ 实现)。但重要的是要知道您也可以选择 扩展 正常行为而不是完全覆盖它:

class Meta(type):
    def __subclasscheck__(cls, subclass):
        """Just modify the behavior for classes that aren't genuine subclasses."""
        if super().__subclasscheck__(subclass):
            return True
        else:
            # Not a normal subclass, implement some customization here.

__subclasshook__

__subclasshook__(subclass)

(Must be defined as a class method.)

Check whether subclass is considered a subclass of this ABC. This means that you can customize the behavior of issubclass further without the need to call register() on every class you want to consider a subclass of the ABC. (This class method is called from the __subclasscheck__() method of the ABC.)

This method should return True, False or NotImplemented. If it returns True, the subclass is considered a subclass of this ABC. If it returns False, the subclass is not considered a subclass of this ABC, even if it would normally be one. If it returns NotImplemented, the subclass check is continued with the usual mechanism.

这里重要的一点是它在 class 上定义为 classmethod 并由 abc.ABC.__subclasscheck__ 调用。所以你只能在处理具有 ABCMeta metaclass:

的 classes 时使用它
import abc

class MyClsABC(abc.ABC):
    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, subclass):
        print('in subclasshook')
        return True

class MyClsNoABC(object):
    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, subclass):
        print('in subclasshook')
        return True

这只会进入第一个__subclasshook__

>>> issubclass(int, MyClsABC)
in subclasshook
True

>>> issubclass(int, MyClsNoABC)
False

请注意,后续 issubclass 调用不再进入 __subclasshook__,因为 ABCMeta 缓存了结果:

>>> issubclass(int, MyClsABC)
True

请注意,您通常会检查第一个参数是否是 class 本身。这是为了避免 subclasses“继承”__subclasshook__ 而不是使用正常的 subclass-determination.

例如(来自 CPython collections.abc 模块):

from abc import ABCMeta, abstractmethod

def _check_methods(C, *methods):
    mro = C.__mro__
    for method in methods:
        for B in mro:
            if method in B.__dict__:
                if B.__dict__[method] is None:
                    return NotImplemented
                break
        else:
            return NotImplemented
    return True

class Hashable(metaclass=ABCMeta):

    __slots__ = ()

    @abstractmethod
    def __hash__(self):
        return 0

    @classmethod
    def __subclasshook__(cls, C):
        if cls is Hashable:
            return _check_methods(C, "__hash__")
        return NotImplemented

因此,如果您检查某物是否是 Hashable 的子 class,它将使用由 if cls is Hashable 保护的自定义 __subclasshook__ 实现。但是,如果您有一个实际的 class 实现 Hashable 接口,您不希望它继承 __subclasshook__ 机制,但您需要正常的 subclass 机制。

例如:

class MyHashable(Hashable):
    def __hash__(self):
        return 10

>>> issubclass(int, MyHashable)
False

即使 int 实现了 __hash__ 并且 __subclasshook__ 检查了 __hash__ 实现,但在这种情况下结果是 False。它仍然进入 Hashable__subclasshook__ 但它立即 returns NotImplementedABCMeta 发出信号,表明它应该继续使用正常的实现。如果它没有 if cls is Hashable 那么 issubclass(int, MyHashable) 会 return True!

什么时候应该使用 __subclasscheck__,什么时候应该使用 __subclasshook__

这真的取决于。 __subclasshook__ 可以在 class 而不是元 class 上实现,但需要您使用 ABCMeta(或 ABCMeta 的子 class ) 作为 metaclass 因为 __subclasshook__ 方法实际上只是 Pythons abc 模块引入的约定。

您可以随时使用 __subclasscheck__,但必须在 metaclass.

上实现

实际上,如果您实现接口(因为这些接口通常使用 abc)并且想要自定义 subclass 机制,则您会使用 __subclasshook__。如果你想发明自己的约定,你可以使用 __subclasscheck__(就像 abc 那样)。所以在 99.99% 的正常(不好玩)情况下你只需要 __subclasshook__.