如何从基类动态创建派生类

Question

例如,我有一个基类如下:

class BaseClass(object):
    def __init__(self, classtype):
        self._type = classtype

从这个课程中我得到了其他几个类,例如

class TestClass(BaseClass):
    def __init__(self):
        super(TestClass, self).__init__('Test')

class SpecialClass(BaseClass):
    def __init__(self):
        super(TestClass, self).__init__('Special')

是否有一种不错的pythonic方法可以通过函数调用动态创建这些类,该函数调用将新类放入当前范围,如:

foo(BaseClass, "My")
a = MyClass()
...

因为我会需要这样的注释和问题:派生类都具有完全相同的内部结构,区别在于构造函数采用了许多以前未定义的参数.因此,举例来说,MyClass需要的关键字a,而类的构造函数TestClass需要b和c.

inst1 = MyClass(a=4)
inst2 = MyClass(a=5)
inst3 = TestClass(b=False, c = "test")

但是他们永远不应该使用类的类型作为输入参数

inst1 = BaseClass(classtype = "My", a=4)

我得到了这个工作,但更喜欢另一种方式,即动态创建的类对象.

Answer 1

这段代码允许您使用动态名称和参数名称创建新类.参数验证__init__只是不允许未知参数,如果您需要其他验证,如类型,或者它们是必需的,只需在那里添加逻辑:

class BaseClass(object):
    def __init__(self, classtype):
        self._type = classtype

def ClassFactory(name, argnames, BaseClass=BaseClass):
    def __init__(self, **kwargs):
        for key, value in kwargs.items():
            # here, the argnames variable is the one passed to the
            # ClassFactory call
            if key not in argnames:
                raise TypeError("Argument %s not valid for %s" 
                    % (key, self.__class__.__name__))
            setattr(self, key, value)
        BaseClass.__init__(self, name[:-len("Class")])
    newclass = type(name, (BaseClass,),{"__init__": __init__})
    return newclass

这就是这样的,例如:

>>> SpecialClass = ClassFactory("SpecialClass", "a b c".split())
>>> s = SpecialClass(a=2)
>>> s.a
2
>>> s2 = SpecialClass(d=3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 8, in __init__
TypeError: Argument d not valid for SpecialClass

我看到你要求在命名范围中插入动态名称 - 现在,这在Python中不被认为是一种好习惯 - 你要么具有变量名称,在编码时已知,要么在数据中 - 在运行时学到的名称更多"数据"比"变量" -

因此,您可以将类添加到字典中并从那里使用它们:

name = "SpecialClass"
classes = {}
classes[name] = ClassFactory(name, params)
instance = classes[name](...)

如果你的设计绝对需要名称进入范围,只需执行相同的操作,但使用globals() 调用返回的字典而不是任意字典:

name = "SpecialClass"
globals()[name] = ClassFactory(name, params)
instance = SpecialClass(...)

(类工厂函数确实可以在调用者的全局范围内动态插入名称 - 但这更糟糕的做法,并且在Python实现中不兼容.这样做的方法是获取调用者的执行帧,通过sys._getframe(1)并在其f_globals属性中设置框架的全局字典中的类名称.

更新,tl;博士:这个答案已经变得流行,仍然是问题机构的特定内容.关于如何 在Python中"从基类动态创建派生类"的一般答案 是简单调用type传递新类名,带有基类的元组和__dict__新类的主体 - 就像这样:

>>> new_class = type("NewClassName", (BaseClass,), {"new_method": lambda self: ...})

更新
任何需要这个的人也应该检查dill项目 - 它声称能够像pickle那样对普通对象进行pickle和unpickle类,并且在我的一些测试中已经活过了它.

Answer 2

type() 是创建类(特别是子类)的函数:

def set_x(self, value):
    self.x = value

SubClass = type('SubClass', (BaseClass,), {'set_x': set_x})
# (More methods can be put in SubClass, including __init__().)

obj = SubClass()
obj.set_x(42)
print obj.x  # Prints 42
print isinstance(obj, BaseClass)  # True