So definieren Sie die Überladung mehrerer Konstruktormethoden und generische Methoden in Python-Klassen

Was ist eine „generische Methode“?

Eine Methode, die aus mehreren Methoden besteht, die denselben Vorgang für verschiedene Typen implementieren.

Zum Beispiel

Jetzt gibt es eine Anforderung, die erfordert, dass Sie eine benutzerdefinierte Datumsklasse (CustomDate) auf folgende Weise erstellen: CustomDate）：

• 时间戳

• 年、月、日（包含三个整数的元组）

• ISO 格式的字符串

• Datetime 类

一般实现

from datetime import date, datetime
class CustomDate:
    def __init__(self, arg):
        if isinstance(arg, (int, float)):
            self.__date = date.fromtimestamp(arg)
        elif isinstance(arg, tuple) and len(arg) == 3 and all(map(lambda x: isinstance(x, int), arg):
            self.__date = date(*arg)
        elif isinstance(arg, str):
            self.__date = date.fromisoformat(arg)
        elif isinstance(arg, datetime):
            self.__date = datetime.date()
        else:
            raise TypeError("could not create instance from " + type(arg).__name__)
    @property
    def date():
        return self.__date

注：这里暂不讨论传入的日期/时间戳合不合法，仅仅只对类型做大致判断。

有没有更好的方式？

我们可以将不同的构建方式拆分为多个方法，并利用 functools 中的 singledispatchmethod 装饰器来根据传入的参数类型决定调用哪个方法。

from datetime import date, datetime
from functools import singledispatchmethod
class CustomDate:
    @singledispatchmethod
    def __init__(self, arg):
        raise TypeError("could not create instance from " + type(arg).__name__)
    @__init__.register(int)
    @__init__.register(float)
    def __from_timestamp(self, arg):
        self.__date = date.fromtimestamp(arg)
    @__init__.register(tuple)
    def __from_tuple(self, arg):
        if len(arg) == 3 and all(map(lambda x: isinstance(x, int), arg)):
            self.__date = date(*arg)
        else:
            raise ValueError("could not create instance from a malformed tuple")
    @__init__.register(str)
    def __from_isoformat(self, arg):
        self.__date = date.fromisoformat(arg)
    @__init__.register(datetime)
    def __from_datetime(self, arg):
        self.__date = arg.date()
    @property
    def date(self):
        return self.__date

这样一来，我们便能将每种参数类型的初始化独立成一个个的方法了。

缺点

#1 单分派

在调用期间应该使用哪个方法实现由分派算法决定。如果该算法只基于单个参数的类型来决定使用哪个方法实现，则称其为单分派。

singledispatchmethod 就是就是单分派的。也就是说，只有第一个参数会作为考量。这在实际业务中是远远不足的。

#2 不支持 typing

然而，如上，对元组中元素类型判断还是需要我们用 if/else 实现。也就是说，我们不能使用 typing.Tuple[int, int, int]。

作为一种折中的方案，或许我们可以定义一个 ThreeIntTuple 类来对其进行限定，将这些判断从 CustomDate 类中隔离开来。

这里仅提供一个思路让大家参考，我就不实现了（因为我们有更好的方式 xD）。

替代方案：multimethod 库

这个库不是标准库之一，需要通过 pip 安装：

pip install multimethod

优势

multimethod 采用的是多分派算法，能更好地满足更复杂的场景。此外，该库对 typing 中的类型也有不错的支持。

更更好的实践方式

回到上面的问题，我们可以这么改进：

• 使用 multimethod 方法来替代 singledispatchmethod；

• 使用 Tuple[int, int, int] 来替代 tuple，不再需要手动校验元组的长度和元素类型了；

from datetime import date, datetime
from typing import Tuple, Union
from multimethod import multimethod
class CustomDate:
    @multimethod
    def __init__(self, arg):
        raise TypeError("could not create instance from " + type(arg).__name__)
    @__init__.register
    def __from_timestamp(self, arg: Union[int, float]):
        self.__date = date.fromtimestamp(arg)
    @__init__.register
    def __from_tuple(self, arg: Tuple[int, int, int]):
        self.__date = date(*arg)
    @__init__.register
    def __from_isoformat(self, arg: str):
        self.__date = date.fromisoformat(arg)
    @__init__.register
    def __from_datetime(self, arg: datetime):
        self.__date = arg.date()
    @property
    def date(self):
        return self.__date

究极好的实践方式（真正的方法重载）

在此之前，先问大家一个简单的问题（这跟我们之后的内容有很大的联系）：

class A:
    def a(self):
        print(1)
    def a(self):
        print(2)
A().a()

以上这段代码会输出什么？还是会抛出错误？

输出 2。

在 Python 中，如果定义了重名的方法，最后一个方法是会覆盖掉之前的方法的。

但你或许不知，我们可以通过元类（metaclass）来改变这一行为：

class MetaA(type):
    class __prepare__(dict):
        def __init__(*args):
            pass
        def __setitem__(self, key, value):
            if self.get('a'):  # Line 7
                super().__setitem__('b', value)  # Line 8
            else:	
                super().__setitem__(key, value)
class A(metaclass=MetaA):
    def a(self):
        print(1)
    def a(self):
        print(2)
A().a()  # => 1
A().b()  # => 2  # Line 22

在第 7 和第 8 行，我们将重名的 a 方法改名为 b，并在第 22 行成功地调用它了。

multimethod 的维护者们很好地运用了这一点，对重名的方法进行了处理，以达到一种“特殊的效果”。

回到正题，我们可以做出如下改进：

• 将 multimethod.multidata 设置为 CustomDate 类的元类；

• 将所有方法命名为 __init__

  Zeitstempel

Jahr, Monat, Tag (Tupel mit drei ganzen Zahlen)

🎜

🎜ISO-Formatzeichenfolge🎜🎜

🎜Datetime Allgemeine Implementierung der Klasse 🎜 🎜🎜🎜🎜

from datetime import date, datetime
from typing import Tuple, Union
from multimethod import multimeta
class CustomDate(metaclass=multimeta):
    def __init__(self, arg: Union[int, float]):
        self.__date = date.fromtimestamp(arg)
    def __init__(self, arg: Tuple[int, int, int]):
        self.__date = date(*arg)
    def __init__(self, arg: str):
        self.__date = date.fromisoformat(arg)
    def __init__(self, arg: datetime):
        self.__date = arg.date()
    def __init__(self, arg):
        raise TypeError("could not create instance from " + type(arg).__name__)
    @property
    def date(self):
        return self.__date

🎜 Hinweis: Wir werden nicht diskutieren, ob der eingehende Datums-/Zeitstempel legal ist oder nicht, sondern nur eine grobe Beurteilung des Typs vornehmen. 🎜🎜Gibt es einen besseren Weg? 🎜🎜Wir können verschiedene Erstellungsmethoden in mehrere Methoden aufteilen und den singledispatchmethod-Dekorator in functools verwenden, um basierend auf dem Typ der übergebenen Parameter zu entscheiden, welche Methode aufgerufen werden soll. 🎜rrreee🎜Auf diese Weise können wir die Initialisierung jedes Parametertyps in separate Methoden aufteilen. 🎜🎜Nachteile🎜

#1 Einzelversand

🎜Welche Methodenimplementierung während des Aufrufs verwendet werden soll, wird durch den Versandalgorithmus bestimmt. Wenn der Algorithmus nur anhand des Typs eines einzelnen Parameters entscheidet, welche Methodenimplementierung verwendet werden soll, spricht man von Single Dispatch. 🎜🎜singledispatchmethod ist Einzelversand. Das heißt, es wird nur der erste Parameter berücksichtigt. Das reicht in der Praxis bei weitem nicht aus. 🎜

#2 unterstützt keine Eingabe

🎜Wie oben erwähnt müssen wir jedoch immer noch if/else verwenden, um den Typ der Elemente in zu bestimmen ein Tupel. Das heißt, wir können typing.Tuple[int, int, int] nicht verwenden. 🎜🎜Als Kompromiss können wir vielleicht eine ThreeIntTuple-Klasse definieren, um sie einzuschränken und diese Urteile von der CustomDate-Klasse zu isolieren. 🎜🎜Hier ist nur eine Idee als Referenz, ich werde sie nicht umsetzen (weil wir einen besseren Weg haben xD). 🎜🎜Alternative: Multimethod-Bibliothek🎜🎜Diese Bibliothek gehört nicht zu den Standardbibliotheken und muss über pip installiert werden: 🎜rrreee🎜Vorteile🎜🎜multimethod verwendet einen Multi-Dispatch-Algorithmus, der besser erfüllen kann komplexere Anforderungsszene. Darüber hinaus bietet die Bibliothek eine gute Unterstützung für Typen in typing. 🎜🎜Bessere Vorgehensweise🎜🎜Zurück zur obigen Frage, wir können sie folgendermaßen verbessern:🎜

• 🎜Verwenden Sie die multimethod-Methode anstelle von singledispatchmethod; 🎜🎜
• 🎜Verwenden Sie Tuple[int, int, int], um tuple zu ersetzen. Die Länge und die Länge von Tupeln müssen nicht mehr manuell überprüft werden Elementtyp von): 🎜rrreee🎜Was wird der obige Code ausgeben? Oder wird es einen Fehler auslösen? 🎜🎜Ausgabe 2. 🎜🎜Wenn in Python Methoden mit demselben Namen definiert sind, überschreibt die letzte Methode die vorherige Methode. 🎜🎜Aber Sie wissen vielleicht nicht, dass wir dieses Verhalten durch die Metaklasse ändern können: 🎜rrreee🎜In den Zeilen 7 und 8 benennen wir die gleichnamige Methode a in b um und ruft es erfolgreich in Zeile 22 auf. 🎜🎜Die Betreuer von multimethod haben dies sinnvoll genutzt und Methoden mit doppelten Namen verarbeitet, um einen „Spezialeffekt“ zu erzielen. 🎜🎜Zurück zum Thema, wir können folgende Verbesserungen vornehmen: 🎜
  • 🎜Setzen Sie multimethod.multidata auf CustomDate Metaklasse der Klasse; 🎜🎜
  • 🎜Name aller Methoden __init__. 🎜🎜🎜rrreee🎜In Bezug auf die Wirkung ist dies genau das Gleiche wie das Überladen statischer Sprachmethoden! 🎜

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo definieren Sie die Überladung mehrerer Konstruktormethoden und generische Methoden in Python-Klassen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!