虚拟子类有啥用？

Posted 2023-02-23

【中文标题】虚拟子类有啥用？

【英文标题】：What's the usage of a virtual subclass?虚拟子类有什么用？

【发布时间】：2019-01-10 23:07:00

【问题描述】：

class AnimalMeta(type):
    def __instancecheck__(cls, instance):
        return cls.__subclasscheck__(type(instance))

    def __subclasscheck__(cls, sub):
        return (hasattr(sub, 'eat') and callable(sub.eat) and
                hasattr(sub, 'sleep') and callable(sub.sleep))


class Animal(object):
    __metaclass__ = AnimalMeta
    pass


class Dog(object):
    def eat(self):
        print "eat"
    def sleep(self):
        print "sleep"


dog = Dog()
dog.eat()

print isinstance(dog, Animal)
print issubclass(dog, Animal)

输出：

eat
True
True

我正在尝试理解 python 虚拟子类，示例如上所示。一个虚拟子类的实例根本不需要实现抽象方法。

虚拟子类的真正用例是什么？在我看来，虚拟子类的工作方式类似于鸭子类型和对象继承。

鸭子类型——虚拟子类——对象继承

【问题讨论】：

谢谢，改成文字

这个概念类似于 Java 的接口，但更灵活，主要用于处理抽象基类（参见 stdlib 中的 ABC 模块）和/或类型提示注解。

【参考方案1】：

我阅读了Interfaces in Python: Protocols and ABCs，它让我有了更好的理解。我们在 Python 中有鸭子类型：

如果它说话和走路都像鸭子，那么它就是鸭子。

但是，Bird 和 Aeroplane 都可以fly()。但它们不是一回事。因此，我们需要定义一个接口来区分它们。 （Python没有interface关键字，所以我们实际上是在使用抽象类）

让我举个例子：

我们的程序中有Duck 和MyPlane。他们都实现了fly() 方法。现在我们想从机库中选择一架飞机，让一些人登机，然后飞往另一个城市。显然，我们不能将人放在Duck 上，所以我们定义了一个名为（实际上是一个抽象类）Plane 的接口。我们让MyPlane 继承Plane。

一切正常。当我们想选择一个平面时，我们检查它是否是Plane 的子类。然而，波音公司开发了一个包，它有一个Boeing747Plane。我们买了飞机（from boeing-airplanes import Boeing747Plane），但它不被识别为飞机。它确实有一个 fly() 方法，但它不是从我们的 Plane 类继承的，所以我们的 Python 解释器不会将它识别为平面。

好消息是 Python 是一种灵活的语言。感谢ABCMeta 的register 方法，在我们做Plane.register(Boeing747Plane) 之后，Boeing747Plane 现在是Plane 的子类。我们可以使用第三方的Boeing747Plane，比如我们自己构建的Plane。万岁！

所以你看，当我们想从第三方包中创建一个类成为我们自己抽象类的子类时，就会使用虚拟类。我们希望它实现我们的接口，但我们不能更改它的代码，所以我们明确告诉解释器“它实现了我们的接口，请把它当作我们自己类的子类”。我认为通常我们不想使用它，但是当您需要时，请谨慎使用它。 正如 Luca Cappelletti 所说，这是 Python 允许的众多灵活性之一，遵循其“我们在这里是成年人”的理念。