当我从Python中继承实例而不是类时会发生什么？

Question

我只是好奇当我将一个实例继承到一个类时会发生什么.

所以我尝试过:

class X:
    def __init__(self, x):
        self.x = x
    def print(self):
        print(self.x)

def inherit(obj):
    class Child(obj): # Line 20
        pass  # or maybe added functionality

    return Child

param = 5
x = X(param)
y = inherit(x) # Line 27
y.print()

我得到(至少)以下错误:

Traceback (most recent call last):
  File "/test.py", line 27, in <module>
    y = inherit(x)
  File "/test.py", line 20, in inherit
    class Child(obj):
TypeError: __init__() takes 2 positional arguments but 4 were given

我只是想知道:继承一个有意义/有用的实例还是简单的废话？

(这个问题有点学术性,特别是关于继承实例的细节.它不是关于对象委托或一般设计实践等替代方案.)

Answer 1

类就像实例一样; 他们有一个类型.对于类型是类的实例,但对于类,类型称为元类.从类继承通常会调用基类的元类型来生成一个新的类对象(使用type(base);对于多个碱基限制适用).标准元类型是type对象,但您可以创建自己的元类.

通过继承实例,Python尝试通过调用创建一个新类type(obj)(classname, bases, body_namespace).由于type(obj)是X和X.__init__()不支持这些参数,调用失败.但是,没有什么可以阻止你使这部分工作!

>>> class X:
...     def __init__(self, classname, parents, namespace):
...         print('Creating {}{}'.format(classname, parents))
...
>>> class Child(X('X', (), {})): pass
...
Creating X()
Creating Child(<__main__.X object at 0x10372b4a8>,)
>>> Child
<__main__.X object at 0x10372b470>
>>> Child()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'X' object is not callable

当然,type提供了更多功能,一个类不会提供开箱即用的功能; 有一系列描述符可以提供Python的其他部分期望存在的类的属性.你的班级必须覆盖所有这些; 在上面的示例输出中,您将注意到repr(Child)生成<__main__.X object at 0x...>而不是预期<class '__main__.Child'>,并且没有__call__方法为类生成实例.因此,使用实例作为另一个实例的基类可以工作,您只需要额外的工作来定义所有预期的功能.

最后,使用实例作为基类是可能的,但是没有实际用途,而不是当任何用例已经由元类覆盖时.

Answer 2

Python 在底层有一个基于原型的面向对象设计模型。这意味着 Python 世界中的一切，甚至类，都是对象。 https://en.wikipedia.org/wiki/Prototype-based_programming

Python 中的继承关系是通过实例中指示其类的引用来实现的。这就是课堂。您可以在运行时将此引用更改为任何其他类。如果您这样做是为了在运行时更改实例的行为，那么您正在实现动态继承。例如，考虑一个包含一个元素的列表的实例，ListOfOne类，它具有适当的方法来处理仅一个元素。如果添加另一个元素，则类引用可能会更改为RegularList。如果列表被清空，那么它的类可能会更改为EmptyList。

不幸的是（或没有）Python 隐藏了所有这些。例如，您在类标签下创建原型，并且在此视图下一些可能完全合法的操作被禁止。因此，从实例继承是可能的，但 Python 否认这种可能性。