添加同级类时如何使运算符重载正常工作？ 定义这是什么意思？为什么 assert 失败？

编程问答 2022-08-06

问题描述

例如，假设代码库包含以下类。实例表示可以相乘的复数：

class Complex:
    def __init__(self,re,im):
        self.re,self.im = re,im
    def __mul__(lhs,rhs):
        if isinstance(rhs,Complex): return Complex(...)
        return NotImplemented

assert type(Complex(0,0) * Complex(0,0)) is Complex

实数是复数的一种特例，因此代码库还包含它们的子类：

class Real(Complex):
    def __init__(self,re):
        self.re,0
    def __mul__(lhs,Real): return Real(...)
        if isinstance(rhs,Complex): return Complex(...)
        return NotImplemented
    def __rmul__(rhs,lhs):
        if isinstance(lhs,Complex): return Complex(...)
        return NotImplemented

assert type(Real(0) * Real(0)) is Real
assert type(Real(0) * Complex(0,0)) is Complex
assert type(Complex(0,0) * Real(0)) is Complex

我相信以上都是惯用的 Python，而且一切正常。现在假设我想为现有代码添加一个虚数类。 Imaginary 是 Complex 的子类和 Real 的兄弟类：

class Imaginary(Complex):
    def __init__(self,self.im = 0,Imaginary): return Real(...)
        if isinstance(rhs,Real): return Imaginary(...)
        if isinstance(rhs,Real): return Imaginary(...)
        if isinstance(lhs,Complex): return Complex(...)
        return NotImplemented

assert type(Imaginary(0) * Imaginary(0)) is Real
assert type(Imaginary(0) * Real(0)) is Imaginary
assert type(Imaginary(0) * Complex(0,0)) is Complex
assert type(Real(0) * Imaginary(0)) is Imaginary  # AssertionError
assert type(Complex(0,0) * Imaginary(0)) is Complex

不幸的是，这些断言之一失败了。 type(Real(0) * Imaginary(0)) 是 Complex 而不是 Imaginary，因为 Python 通过调用 Real.__mul__ 而不是 Imaginary.__rmul__ 来执行乘法。

有没有办法编写 Imaginary 以便重载运算符都按预期工作，而无需修改 Complex 或 Real？

还是应该将 Complex 和 Real 写成不同的方式才能使其工作（不需要他们了解 Imaginary）？

解决方法

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