是否可以将抽象基类用作 dict 子类的混合？

问题描述

TL;DR：想知道是否可以按照我想要的方式使用抽象基类作为混合，或者我的方法是否从根本上被误导了。

我有一个正在处理的 Flask 项目。作为我项目的一部分，我实现了一个 RememberingDict 类。它是 dict 的一个简单子类，附加了一些额外的功能：它记住它的创建时间，它知道如何将自己腌制/保存到磁盘，以及它知道如何从磁盘中打开/解开自己:

from __future__ import annotations

import pickle
from datetime import datetime
from typing import Final,Optional,TypeVar,Any,Hashable


FILE_PATH: Final = 'data.pickle'
T = TypeVar('T',bound='RememberingDict')


class RememberingDict(dict):
    def __init__(self,data: Optional[dict[Hashable,Any]] = None) -> None:
        super().__init__(data if data is not None else {})
        self.creation_time: datetime = datetime.Now()

    def to_disk(self) -> None:
        """I save a copy of the data to a file"""

        with open(FILE_PATH,'wb') as f:
            pickle.dump(self,f)

    @classmethod
    def from_disk(cls: type[T]) -> T:
        """I extract a copy of the data from a file"""

        with open(FILE_PATH,'rb') as f:
            latest_dataset: T = pickle.load(f)

        return latest_dataset

代码在本地开发服务器上非常适合我的目的，所以一切都很好，但是（由于没有必要在这里介绍的原因），它在 Google App Engine 上部署时不起作用，所以为了这些目的，我设计了这个替代实现：

from __future__ import annotations

import pickle
from datetime import datetime
from typing import Optional,TypeVar
from google.cloud.storage.blob import Blob


def get_google_blob() -> Blob:
"""
Actual implementation unnecessary to go into,but rest assured that the real version of this function returns a Blob object,linked to Google Storage account credentials,from which files can be uploaded to,and downloaded from,Google's Cloud Storage platform.
"""
    pass


T = TypeVar('T',Any]] = None) -> None:
        super().__init__(data if data is not None else {})
        self.creation_time: datetime = datetime.Now()

    def to_disk(self) -> None:
        """I upload a copy of the data to Google's Cloud Storage"""

        get_google_blob().upload_from_string(pickle.dumps(self))

    @classmethod
    def from_disk(cls: type[T]) -> T:
        """I extract a copy of the data from Google's Cloud Storage"""

        latest dataset: T = pickle.loads(get_google_blob().download_as_bytes())
        return latest_dataset

现在，这两种实现都可以正常工作。然而，我想同时保留它们——第一个对开发有用——但令人讨厌的是，两者之间显然有相当多的重复。它们的 __init__() 函数是相同的；它们都有一个 to_disk() 方法，可以将实例保存到文件中并返回 None；并且它们都有一个 from_disk() 类方法，该方法返回已保存到磁盘某处的类的实例。

理想情况下，我希望它们都继承自一个基类，该基类向它们传递了各种类似 dict 的能力，并且还指定了 to_disk() 和 from_disk() 方法必须被覆盖才能提供完整的实现。

这感觉是一个 ABC 应该能够解决的问题。我尝试了以下方法：

from __future__ import annotations

from datetime import datetime
from typing import Final,Hashable
from abc import ABC,abstractmethod
from google.cloud.storage.blob import Blob


T = TypeVar('T',bound='AbstractRememberingDict')


class AbstractRememberingDict(ABC,dict):
    def __init__(self,Any]] = None) -> None:
        super().__init__(data if data is not None else {})
        self.creation_time: datetime = datetime.Now()
    
    @abstractmethod
    def to_disk(self) -> None: ...

    @classmethod
    @abstractmethod
    def from_disk(cls: type[T]) -> T: ...


FILE_PATH: Final = 'data.pickle'


class LocalRememberingDict(AbstractRememberingDict):
    def to_disk(self) -> None:
        """I save a copy of the data to a file"""

        with open(FILE_PATH,'rb') as f:
            latest_dataset: T = pickle.load(f)

        return latest_dataset


def get_google_blob() -> Blob:
"""
Actual implementation unnecessary to go into,Google's Cloud Storage platform.
"""
    pass


class RemoteRememberingDict(AbstractRememberingDict):
    def to_disk(self) -> None:
        """I upload a copy of the data to Google's Cloud Storage"""

        get_google_blob().upload_from_string(pickle.dumps(self))

    @classmethod
    def from_disk(cls: type[T]) -> T:
        """I extract a copy of the data from Google's Cloud Storage"""

         latest_dataset: T = pickle.loads(get_google_blob().download_as_bytes())
         return latest_dataset

然而，使用 ABC 作为混合（而不是作为唯一的基类）似乎与 @abstractmethod 装饰器混淆，这样继承的类如果无法实现就不再引发异常所需的抽象方法。

理想情况下，我希望我的基类继承标准 Python dict 的所有功能，但还指定必须在继承的类中实现某些方法才能实例化实例。

我正在尝试做的事情是可能的，还是我的方法从根本上被误导了？

（顺便说一句：我对 ABC 的工作方式更感兴趣，而不是为 Web 应用程序缓存数据结构的最佳方法等。我相信可能有更好的方法缓存数据，但这是我的第一个 Flask 项目，目前我的方式非常适合我。）

解决方法

您可以通过子类化 collections.UserDict 来解决子类化 dict 的问题。正如文档所说：

模拟字典的类。实例的内容保存在常规字典中，可通过 UserDict 实例的 data 属性访问。如果提供了initialdata，则用其内容初始化数据；请注意，将不会保留对 initialdata 的引用，以便将其用于其他目的。

本质上，它是一个围绕 dict 的薄常规类包装器。您应该能够将它与多重继承一起用作抽象基类，就像使用 AbstractRememberingDict 一样。

abc inheritance python