基于mixin列表的交叉以编程方式定义python类的好方法？

编程问答 2022-09-21

问题描述

现在，我有两套 python mixin，A 和 B。

设 (A_1,A_2,...,A_i,...) 和 (B_1,B_2,B_i,...) 分别是这些集合中的元素。

我想创建作为这两个 mixin 集之间的交叉的类，并且能够通过名称引用交叉的元素。在 python 中有一些很好的方法来做到这一点吗？具体来说，如果说我有 mixins

class A_1():
 pass
class A_2():
 pass
class B_1():
 pass
class B_2():
 pass

我希望能够生成类：

class A_1B_1(A_1,B_1):
  pass

class A_1B_2(A_1,B_2):
  pass

class A_2B_1(A_2,B_1):
  pass

class A_2B_2(A_2,B_2):
  pass

最好的方法是什么？

另外，假设我想向集合 B 添加一个新的 mixin，将其命名为 B_x。有没有一种很好的方法来定义一些我可以在 B_x 上调用的函数来生成通过将所有 A_i 与 B_x 交叉而产生的类？即，是否有我可以编写的函数 f 使得

f(B_x,[A_1,A_n])

将导致能够生成

class A_1B_x(A_1,B_x):
  pass
class A_2B_x(A_2,B_x):
  pass

# ... and so on

值得注意的是，我希望能够在另一个文件中引用这些生成的类以按名称实例化它们。

四处寻找，我发现了 Dynamically mixin a base class to an instance in Python 之类的东西，但它们更改了一个实例，而不是生成类。

解决方法

使用 type(name,bases,dict) 是因为您基本上是在使用元类，但是以一种简化的方式。

class X:
    pass

class Y:
    pass

XY = type("xy",(X,Y),{})

print(XY.__mro__)
# (<class '__main__.xy'>,<class '__main__.X'>,<class '__main__.Y'>,<class 'object'>)

(__mro__ + explanation)

并与 itertools.combinations() 结合以动态生成所有可能的基数（甚至 itertools.permutations() 或 itertools.product()）：

combinations([X,Y],2)
# <itertools.combinations object at 0x7fbbc2ced4a0>

list(combinations([X,2))
# [(<class '__main__.X'>,<class '__main__.Y'>)]

因此有点像这样，如果您将它们放在单独的包中：

import your_package
classes = [
    getattr(your_package,cls)
    for cls in dir(your_package)
    if filter_somehow(getattr(your_package,cls))
]

combined = {}
for comb in combinations(classes,2):
    name = "".join(cls.__name__ for cls in comb)
    combined[name] = type(name,comb,{})

print(combined)

对于文件外部的引用，要么将该字典作为常量导入，要么简单地使用 globals() 而不是 combined，您将在模块的命名空间中动态创建此类变量。

对于过滤 isinstance(<class>,type) 应该有帮助。

或者您可以通过例如过滤它们__name__ attribute) 或者在这样的包中没有任何其他东西 + 忽略所有 dunder parts:

# empty test.py file 
import test
dir(test)
# ['__builtins__','__cached__','__doc__','__file__','__loader__','__name__','__package__','__spec__']

...或为所有类创建一些基类，然后使用 issubclass() 仅从 dir(package) 获取这些基类。

对于普通功能，这应该就足够了：

# f(B_x,[A_1,A_2,...,A_n])
def f(base,mixins):
    classes = []
    for mixin in mixins:
        bases = (mixin,base)
        name = "".join(cls.__name__ for cls in bases)
        classes.append(type(name,{}))
    return classes

# example
class Base: pass
class A: pass
class B: pass
class C: pass

f(Base,[A,B,C])
# [<class '__main__.ABase'>,<class '__main__.BBase'>,<class '__main__.CBase'>]

让我们稍微扩展一下：

# f(B_x,A_n])
from typing import Generic,Iterable
from itertools import combinations

def f(base: Generic,mixins: Iterable,base_count: int = 1):
    classes = []
    for mixin_comb in combinations(mixins,base_count):
        bases = (*mixin_comb,{}))
    return classes

f(Base,C],2)
# [<class '__main__.ABBase'>,<class '__main__.ACBase'>,<class '__main__.BCBase'>]
classclassclassmixinsmixinspython