用最少的代码实现 numbers.Real

Posted 2023-02-23

【中文标题】用最少的代码实现 numbers.Real

【英文标题】：Implementing numbers.Real with minimal code

【发布时间】：2020-04-01 06:56:44

【问题描述】：

我正在尝试创建一个类MyFloat，它与float 非常相似，但有一个value 方法和一些其他方法。我还需要这个类的实例来与真正的floats 进行交互，并且在type(MyFloat(5) + 4) 是MyFloat 而不是float 的意义上是“粘性的”。

这就是我目前所拥有的：

class MyFloat(numbers.Real):
    def __init__(self, value):
        self._value = float(value)

    @property
    def value(self):
        return self._value

    @value.setter
    def value(self, value):
        self._value = float(value)

    def __float__(self):
        return self.value

但现在我必须实现大量其他方法才能满足抽象基类numbers.Real 以及我的要求，即它像float 一样“行动”。问题是a）有很多这些方法（__add__、__trunc__、__floor__、__round__、__floordiv__...我认为总共有 24 个）和 b）它们都遵循相同的图案。也就是说，对于任何方法，我可能只想：

def __method__(self):
    return MyFloat(float.__method__(float(self))

或

def __method__(self, other):
    return MyFloat(float.__method__(float(self), float(other)))

有没有办法在不手动实现每个数学方法（并重复大量代码）的情况下做我想做的事？

请记住，float.__method__ 实际上并不适用于每种方法。比如float.__floor__不存在，但我还是需要实现MyFloat.__floor__来满足numbers.Real抽象基类。

编辑：建议是扩展float，这也是我的第一个想法，但我失去了“粘性”要求。例如：

>>> class MyFloat(float):
    def other_method(self):
        print("other method output")

>>> mf = MyFloat(8)
>>> mf.other_method()
other method output
>>> o = mf + 9
>>> type(o)
<class 'float'>
>>> o.other_method()
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 1, in <module>
AttributeError: 'float' object has no attribute 'other_method'

【问题讨论】：

您是否在问是否有一种方法可以创建现有对象类型的副本，而无需手动实现所有方法？

您可以在循环中使用__getattr__ 或exec 和字符串格式来做一些诡计。

@user1558604 不，我知道我可以从 float 继承，但我失去了我的“价值”方法和我的“粘性”要求。 （afaik）@MichaelButscher 我没碰exec ;-)

如果你想继承浮点数，为什么不实际这样做：class MyFloat(float):，然后在初始化函数super().__init__(value)。这样浮动类的所有属性和方法也在你的类中

如果你扩展float，你应该能够使用它的所有功能并在上面添加你自己的。

【参考方案1】：

好的，这是我想出的最“优雅”的解决方案（尽管它是对 hacks 的 hacks）。如果有人有改进建议，我很乐意选择您的作为正确答案。

import numbers
import math
import operator


def _operator_builder(numbers_base_cls, builtin_type):
    def _binary_method_builder(builtin_operator):
        def binary_method(a, b):
            if isinstance(b, numbers_base_cls):
                return type(a)(builtin_operator(builtin_type(a), builtin_type(b)))
            else:
                return NotImplemented

        binary_method.__name__ = '__' + builtin_operator.__name__ + '__'
        binary_method.__doc__ = operator.__doc__
        return binary_method

    def _monary_method_builder(builtin_operator):
        def monary_method(a, *args):
            return type(a)(builtin_operator(builtin_type(a), *args))

        monary_method.__name__ = '__' + builtin_operator.__name__ + '__'
        monary_method.__doc__ = operator.__doc__

        return monary_method
    return _binary_method_builder, _monary_method_builder


_float_binary_operator_helper, _float_monary_operator_helper = _operator_builder(numbers.Real, float)


class MyFloat(numbers.Real):
    __add__ = _float_binary_operator_helper(operator.add)
    __radd__ = __add__

    __trunc__ = _float_monary_operator_helper(math.trunc)
    __floor__ = _float_monary_operator_helper(math.floor)
    __ceil__ = _float_monary_operator_helper(math.ceil)
    __round__ = _float_monary_operator_helper(round)
    # etc... for all dunder methods

    def __init__(self, value):
        self._value = float(value)

    @property
    def value(self):
        return self._value

    @value.setter
    def value(self, value):
        self._value = float(value)

    def __float__(self):
        return self.value

一项改进是定义一个 (name, func) 对列表，并在 __new__ 期间对每个对调用 setattr(name, _float_monary_operator_helper(func))。但是，我不知道如何做到这一点并让 ABC 高兴——它总是抱怨方法没有实现。