不能从定义 __slots__ 的多个类继承？
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【中文标题】不能从定义 __slots__ 的多个类继承？【英文标题】：Cannot inherit from multiple classes defining __slots__? 【发布时间】：2012-06-07 02:55:34 【问题描述】：最近Python中的一个情况让我很震惊，经过一番研究，它的原因仍然不完全清楚。以下类定义似乎完美无缺，并且会产生预期的效果：
class A: __slots__ = 'a', 'b'
class B(A): __slots__ = ()
class C(A): __slots__ = ()
class D(B, C): __slots__ = ()
这是四个以菱形继承模式排列的类。但是，不允许有某种相似的模式。以下类定义似乎应该与第一个类定义相同：
class B: __slots__ = 'a', 'b'
class C: __slots__ = 'a', 'b'
class D(B, C): __slots__ = ()
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#74>", line 1, in <module>
class D(B, C): __slots__ = ()
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
但是，在此示例中引发了 TypeError。所以出现了三个问题：（1）考虑到插槽名称，这是 Python 中的一个错误吗？ (2) 什么可以证明这样的回答是正确的？ (3) 最好的解决方法是什么？
参考资料：
__slots__ and multiple inheritance（后面有回复） Multiple inheritance and __slots__ Don't use __slots__ Multiple Inheritance __slots__ problem【问题讨论】：
【参考方案1】：不能从定义
__slots__的多个类继承？
关闭。
当存在布局冲突时，您不能从定义 nonempty __slots__ 的多个类继承。
插槽有一个有序的布局，类中创建的描述符依赖于这些位置，因此它们在多重继承下不能有布局冲突。
您最简单的方法失败了，因为每个 a 和 b 被认为是不同的插槽，并且布局算法不会检查它们在语义上是否相同：
class B: __slots__ = 'a', 'b' # creates descriptors in B for a, b
class C: __slots__ = 'a', 'b' # creates new, different descriptors in C
class D(B, C): __slots__ = () # B.a or C.a comes first?
您的第一个示例有效，因为多重继承仅获得A 的插槽，因此所有情况都使用A 的描述符和位置/布局。例如，以下是允许的：
class A: __slots__ = 'a', 'b' # shared parent, ok
class B(A): __slots__ = () # B or C must be empty
class C(A): __slots__ = 'c', # Since C is nonempty, B must be empty to inherit from both
class D(B, C): __slots__ = 'd', 'e'
实例化 D，并使用这些槽：
d = D()
d.a = d.b = d.c = d.d = d.e = 'foo'
而且我们不能动态创建变量：
>>> d.f = 'foo'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'D' object has no attribute 'f'
以上是解决有问题的代码的一种方法，但它可能需要进行一些重写 - 如果您决定 B 需要另一个插槽，您必须将 B 的功能重构为抽象，以便为 D 重用代码（这很好，但可能令人困惑）。
使用抽象是一种最佳做法，另一种解决方案是这样做，其中抽象类和/或 mixin 包含具体类的功能：
class AbstractB: __slots__ = ()
class B(AbstractB): __slots__ = 'a', 'b'
class AbstractC: __slots__ = ()
class C(AbstractC): __slots__ = 'a', 'b'
class Mixin: __slots__ = ()
class D(AbstractB, AbstractC, Mixin): __slots__ = 'a', 'b'
您的第一个示例非常可行，因为它避免了布局冲突，这只是重新构想了一个使用抽象而不是具体的解决方案。
最后的问题：
(1) 考虑到插槽名称，这是 Python 中的错误吗？
不，尽管在这件事上存在很多混淆，但它在一定程度上被记录在案，并且错误试图使这种行为变得清晰。
(2) 什么可以证明这样的答案？
定义槽的类获取知道其数据位置的描述符。如果布局发生变化，描述符就会出错。
每个子类可以创建自己的布局和自己的描述符吗？我想它可以，但这需要对它们的工作方式进行一些重写，并且需要一些政治意愿来做到这一点，并且可以想象会破坏在 C api 中四处寻找并依赖当前行为的其他用户。
(3) 最好的解决方法是什么？
定义“最佳”。
编写速度最快且可能最不复杂？：只需避免像第一个示例中那样的布局冲突。
最佳实践？：使用抽象继承树，并在具体实例中定义槽。虽然使用这种方法可能有更多类，但对于其他人和“未来的你”来说，它可能不那么复杂。
【讨论】：
【参考方案2】：你见过这种替代品吗？ https://***.com/a/53063670/1400467
使用元类和伪造的_slots_ 属性有一个“棘手”的解决方法。
这适用于 Python 3.6，希望适用于 Python 3.X。
【讨论】：
【参考方案3】：我遇到了这个错误，我真的很想为我的自定义数据库节点使用插槽。这是我制作的测试套件（在 Python 3.x 中）：
import logging
A = None, 'attr1', 'attr2', 'attr3', 'attr4'
class C12(object):
__slots__ = (A[1], A[2])
class C1234(object):
__slots__ = (A[1], A[2], A[3], A[4])
class C34(object):
__slots__ = (A[3], A[4])
class C3byC12(C12):
__slots__ = (A[3])
class CEmpty(object):
__slots__ = ()
MSG_FRM = '\n\tc1: \n\tc2: \n\t__slots__: '
NOT_DEF = 'not defined'
def test(c1, c2, slots):
logging.debug('*'*20 + ' new class test ' + '*'*20)
msg = MSG_FRM.format(c1, c2, slots)
try:
if slots == NOT_DEF:
class TestClass(c1, c2): pass
else:
class TestClass(c1, c2):
__slots__ = slots
except TypeError:
logging.exception('BOOM!!! ' + msg)
else:
logging.debug('No Boom! ' + msg)
instance = TestClass()
if '__dict__' in dir(instance):
logging.warning('Instance has __dict__!')
else:
logging.debug('Instance __slots__:'.format(
instance.__slots__))
logging.debug('Attributes in instance dir: '.format(
' '.join(['X' if (a in dir(instance)) else '_'
for a in A[1:]])))
if __name__ == '__main__':
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
test(C12, C34, (A[2], A[4]))
test(C12, C3byC12, (A[2],))
test(C3byC12, C12, (A[4],))
test(C1234, C34, (A[2], A[4]))
test(C1234, CEmpty, (A[2], A[4]))
test(C12, CEmpty, (A[2], A[4]))
test(C12, CEmpty, (A[1], A[2]))
test(C12, CEmpty, ())
test(CEmpty, C1234, (A[2], A[4]))
test(CEmpty, C12, (A[3],))
test(C12, C34, NOT_DEF)
test(C12, CEmpty, NOT_DEF)
结果如下：
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.C34'>
__slots__: ('attr2', 'attr4')
Traceback (most recent call last):
File "boom.py", line 30, in test
class TestClass(c1, c2):
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.C3byC12'>
__slots__: ('attr2',)
Traceback (most recent call last):
File "boom.py", line 30, in test
class TestClass(c1, c2):
TypeError: Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases C3byC12, C12
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C3byC12'>
c2: <class '__main__.C12'>
__slots__: ('attr4',)
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr4',)
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
c1: <class '__main__.C1234'>
c2: <class '__main__.C34'>
__slots__: ('attr2', 'attr4')
Traceback (most recent call last):
File "boom.py", line 30, in test
class TestClass(c1, c2):
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C1234'>
c2: <class '__main__.CEmpty'>
__slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.CEmpty'>
__slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.CEmpty'>
__slots__: ('attr1', 'attr2')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr1', 'attr2')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.CEmpty'>
__slots__: ()
DEBUG:root:Instance __slots__:()
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.CEmpty'>
c2: <class '__main__.C1234'>
__slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.CEmpty'>
c2: <class '__main__.C12'>
__slots__: ('attr3',)
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr3',)
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.C34'>
__slots__: not defined
Traceback (most recent call last):
File "boom.py", line 28, in test
class TestClass(c1, c2): pass
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
c1: <class '__main__.C12'>
c2: <class '__main__.CEmpty'>
__slots__: not defined
WARNING:root:Instance has __dict__!
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _
如您所见，您有两个选择：
-
要么为除一个父类之外的所有类定义
__slots__ = ()，
或使其中一个父类成为另一个的子类。
注意，你也应该在新类中定义__slots__，否则它会得到一个__dict__。
【讨论】：
【参考方案4】：通过强制没有类定义 __slots__ 的约束，可以构造一个具有所有子类所需特征的特殊对象类。该类被注册为常规对象的别名。
class _object: __slots__ = '_MetaSafe__exec', '__dict__'
class MetaSafe(type):
__REGISTRY = object: _object
@classmethod
def clone(cls, old):
return cls(old.__name__, old.__bases__, dict(old.__dict__), old)
def __new__(cls, name, bases, classdict, old=None):
# Check on a few classdict keys.
assert '__new__' not in classdict, '__new__ must not be defined!'
assert '__slots__' not in classdict, '__slots__ must not be defined!'
assert '__module__' in classdict, '__module__ must be defined!'
# Validate all the parent classes.
valid = []
for base in bases:
if base in cls.__REGISTRY:
valid.append(cls.__REGISTRY[base])
elif base in cls.__REGISTRY.values():
valid.append(base)
else:
valid.append(cls.clone(base))
# Wrap callables without thread mark.
for key, value in classdict.items():
if callable(value):
classdict[key] = cls.__wrap(value)
# Fix classdict and create new class.
classdict.update('__new__': cls.__new, '__slots__': (), '__module__':
'.'.format(__name__, classdict['__module__']))
cls.__REGISTRY[old] = new = \
super().__new__(cls, name, tuple(valid), classdict)
return new
def __init__(self, name, bases, classdict, old=None):
return super().__init__(name, bases, classdict)
@staticmethod
def __wrap(func):
@functools.wraps(func)
def safe(self, *args, **kwargs):
return self.__exec(func, self, *args, **kwargs)
return safe
@classmethod
def __new(meta, cls, *args, **kwargs):
self = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
if 'master' in kwargs:
self.__exec = kwargs['master'].__exec
else:
array = tuple(meta.__REGISTRY.values())
for value in args:
if isinstance(value, array):
self.__exec = value.__exec
break
else:
self.__exec = Affinity()
return self
此代码可用作构建块，通过克隆其类使tkinter 线程安全。 Affinity 类自动确保代码在单线程上执行，防止出现 GUI 错误。
【讨论】：
以上是关于不能从定义 __slots__ 的多个类继承？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
Python面向对象高级编程(__slots__多继承定制类)-6