为什么我们可以继承`typing.NamedTuple`？

Question

Python 3.6之后，我们有了typing.NamedTuple，它是 的类型化版本collections.namedtuple()，我们可以像类一样继承它：

class Employee(NamedTuple):
    name: str
    id: int

相比之下collections.namedtuple，这个语法更漂亮，但是我还是看不懂它的实现，无论是看typing.py文件，还是做一些简单的测试，我们都会发现它是一个函数而不是一个类：

# Python 3.10.6 typing.py
def NamedTuple(typename, fields=None, /, **kwargs):
    """..."""
    if fields is None:
        fields = kwargs.items()
    elif kwargs:
        raise TypeError("Either list of fields or keywords"
                        " can be provided to NamedTuple, not both")
    try:
        module = sys._getframe(1).f_globals.get('__name__', '__main__')
    except (AttributeError, ValueError):
        module = None
    return _make_nmtuple(typename, fields, module=module)

>>> type(NamedTuple)
<class 'function'>

我知道它使用了一些元类魔法，但我不明白使用时会发生什么class MyClass(NamedTuple)。为此，我尝试自定义一个函数来继承：

>>> def func_for_inherit(*args, **kwargs):
...     print(args, kwargs)
...
>>> class Foo(func_for_inherit):
...     foo: str
...
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: function() argument 'code' must be code, not str

好吧，这得到了我无法理解的结果。当继承一个用户定义的函数时，似乎调用了它的类。这背后到底发生了什么？

Answer 1

typing.NamedTuple使用了一个非常深奥的功能__mro_entries__：

如果类定义中出现的基类不是 的实例type，则__mro_entries__在其上搜索方法。如果找到，则使用原始基元组调用它。此方法必须返回将用来代替此基类的类的元组。元组可能为空，在这种情况下，原始基数将被忽略。

在函数定义之后，立即NamedTuple出现以下代码：

_NamedTuple = type.__new__(NamedTupleMeta, 'NamedTuple', (), {})

def _namedtuple_mro_entries(bases):
    if len(bases) > 1:
        raise TypeError("Multiple inheritance with NamedTuple is not supported")
    assert bases[0] is NamedTuple
    return (_NamedTuple,)

NamedTuple.__mro_entries__ = _namedtuple_mro_entries

这设置NamedTuple.__mro_entries__为一个函数，告诉类创建系统使用实际的类 ，_NamedTuple作为基类。（_NamedTuple然后使用元类特性进一步定制类创建过程，最终结果是直接继承自 的类tuple。）