如何创建一个作为另一个类的子类的 Python 类，但未通过 issubclass 和/或 isinstance 测试？

Question

我知道这可能是糟糕的设计，但我遇到了一种情况，我需要动态创建Derived类的子类，并使实例失败或检查（即 return ）。BaseDerivedissubclass(Derived, Base)isinstance(derived_obj, Base)False

我尝试了多种方法，但没有成功：

• 创建一个名为__class__( Derived/sf/answers/3007060941/ )的属性。这只能用于使支票退回True。
• 重写 的__instancecheck__和__subclasscheck__方法Base。这不起作用，因为 CPython 仅在常规检查返回时调用这些方法False。
• __class__在 期间分配属性__init__。Python 3.6+ 中不再允许这样做。
• 创建Derived子类object并将其所有属性和方法（包括特殊方法）分配给Base. 这不起作用，因为某些方法（例如__init__）不能在不是 的子类的实例上调用Base。

这可以用 Python 完成吗？该方法可以是特定于解释器的（代码仅在 CPython 中运行），并且只需要针对 Python 版本 3.6+。

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为了说明此要求的潜在用途，请考虑以下函数：

def map_structure(fn, obj):
    if isinstance(obj, list):
        return [map_structure(fn, x) for x in obj]
    if isinstance(obj, dict):
        return {k: map_structure(fn, v) for k, v in obj.items()}
    # check whether `obj` is some other collection type
    ...
    # `obj` must be a singleton object, apply `fn` on it
    return fn(obj)

此方法一般map适用于任意嵌套结构。然而，在某些情况下我们不想遍历某个嵌套结构，例如：

# `struct` is user-provided structure, we create a list for each element
struct_list = map_structure(lambda x: [x], struct)
# somehow add stuff into the lists
...
# now we want to know how many elements are in each list, so we want to
# prevent `map_structure` from traversing the inner-most lists
struct_len = map_structure(len, struct_list)

如果上述功能能够实现，那么上面可以改为：

pseudo_list = create_fake_subclass(list)
struct_list = map_structure(lambda x: pseudo_list([x]), struct)
# ... and the rest of code should work

Answer 1

重写 的__instancecheck__和__subclasscheck__方法Base。这不起作用，因为 CPython 仅在常规检查返回时调用这些方法False。

这种说法是一种误解。这些挂钩将在元类上定义，而不是在基类上定义（文档）。

>>> class Meta(type): 
...     def __instancecheck__(self, instance): 
...         print("instancecheck", self, instance) 
...         return False 
...     def __subclasscheck__(self, subclass): 
...         print("subclasscheck", self, subclass) 
...         return False 
...
>>> class Base(metaclass=Meta):
...     pass
...
>>> class Derived(Base):
...     pass
...
>>> obj = Derived()
>>> isinstance(obj, Base)
instancecheck <class '__main__.Base'> <__main__.Derived object at 0xcafef00d>
False
>>> issubclass(Derived, Base)
subclasscheck <class '__main__.Base'> <class '__main__.Derived'>
False

请注意 CPython 性能优化，它会阻止在某些特殊情况下调用自定义实例检查挂钩（有关详细信息，请参阅此处）。特别是，当存在精确匹配时，您可能不会isinstance(obj, Derived)因为CPython 快速路径而强行返回值。

最后一点，我同意评论者的观点，即这听起来并不是一个非常有前途的设计。在这种情况下，您似乎应该考虑使用组合而不是继承。