init_subclass 在Python中

在Python 3.6中添加了一个特殊的类方法__init_subclass__。此方法允许开发人员对派生的子类进行操作。本文将介绍__init_subclass__的用法和一些示例。

用法

__init_subclass__是一个可选的方法，必须在定义一个类时才能使用。它定义在父类中，当类被子类化时，它可以被继承和重写。在子类化的子类即将实例化之前，此方法将在子类的命名空间中被调用。

下面是__init_subclass__的基本语法：

class Base:
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        pass
        
class Derived(Base):
    pass

在上面的示例中，Base类定义了一个名为__init_subclass__的类方法。**kwargs参数接受所有关键字参数，并将它们传递给__init_subclass__。Derived类继承了Base类。

当调用Derived类时，Base.__init_subclass__方法将在Derived类命名空间中的任何代码执行之前调用。

示例

现在，我们将看到__init_subclass__的一些实用示例。

检查子类

可以使用__init_subclass__方法来检查一个类是否已被子类化：

class Singleton:
    _instance = None
    
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        if cls._instance is not None:
            raise Exception("Cannot subclass Singleton twice.")
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        
class MyClass(Singleton):
    pass
    
class MyOtherClass(Singleton):
    pass

在上面的示例中，Singleton类定义了一个名为__init_subclass__的方法。该方法检查一个类是否已经被子类化，如果是，则引发一个异常。

MyClass和MyOtherClass两个类都是从Singleton类继承的。然而，由于_instance属性已经在Singleton类中被定义为一个单例，因此只有一个类可以被创建。如果我们尝试创建一个新类，如下所示：

class AnotherClass(Singleton):
    pass
    
class YetAnotherClass(Singleton):
    pass

我们将得到一个异常：

Exception: Cannot subclass Singleton twice.

初始化子类

可以使用__init_subclass__方法来初始化子类的属性：

class AutoConstructor:
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        for name, value in kwargs.items():
            setattr(cls, name, value)
            
class MyClass(AutoConstructor, foo=1, bar=2):
    pass
    
print(MyClass.foo)  # Output: 1
print(MyClass.bar)  # Output: 2

在上面的示例中，AutoConstructor类定义了一个名为__init_subclass__的方法。该方法将kwargs参数中的任何关键字参数设置为子类的属性。

当MyClass类被定义时，__init_subclass__方法将在其命名空间中被调用，并为其设置foo和bar属性。

注册子类

可以使用__init_subclass__方法注册子类：

class PluginBase:
    plugins = []
    
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        cls.plugins.append(cls)
        
class PluginOne(PluginBase):
    pass
    
class PluginTwo(PluginBase):
    pass

print(PluginBase.plugins)  # Output: [<class '__main__.PluginOne'>, <class '__main__.PluginTwo'>]

在上面的示例中，PluginBase类定义了一个名为__init_subclass__的方法。该方法注册了子类并将它们添加到plugins列表中。

当PluginOne和PluginTwo两个类被定义时，它们都继承了PluginBase类，因此它们都可以被注册。PluginBase.plugins列表现在包含了PluginOne和PluginTwo两个类。

结论

__init_subclass__是Python的一个很有用的新功能。使用它可以方便地对创建的子类进行操作。可以使用它来检查子类是否已被创建、为子类设置属性或将子类注册到公共列表中。