Python中继承但不共享(静态)的类成员

Question

我正在编写一个小的验证应用程序接口，并初始化类的__init__方法中每个字段的约束。但是这个设置主要是针对类一次完成的。

class Demo(Validatable):

    def __init__(self):
        Validatable.__init__(self)
        self.count = 11

        # could be done at class level
        self.constrain_field("count", Max(9), Even())

但问题是，每个字段的约束都必须存储在某个地方，这样做的数据结构是继承的类Validatable的一部分。所以所有的派生类都将共享相同的数据结构，如果约束是在类级别设置的，那么什么都不应该发生！

class Demo(Validatable):

    # doesn't work!
    Validatable.constrain_field("count", Max(9), Even())

    def __init__(self):
        self.count = 11

是否有可能继承数据结构并在派生类中的类级别对其进行初始化，而不共享约束的数据结构？

Answer 1

这个问题有两个部分。

1. 如何在子类级别设置Validatable数据结构的值，而不是在继承的Validatable类中设置；和
2. 如何定义constrain_field方法，以便在类初始化时调用一次，而不是每次创建实例时都调用。

对于(1)，Validatable类的初始值设定项可以使用其__class__属性访问实例的类。例如：

class Validatable(object):
    def __init__(self):
        self.__class__.fieldName = "value for " + self.__class__.__name__

class Demo(Validatable):
    def __init__(self):
        super(Demo, self).__init__()

class Demo2(Validatable):
    def __init__(self):
        super(Demo2, self).__init__()

d = Demo()
d2 = Demo2()
print "Demo.fieldName = " + Demo.fieldName
print "Demo2.fieldName = " + Demo2.fieldName

此代码打印：

Demo.fieldName = value for Demo
Demo2.fieldName = value for Demo2

然后，可以将constrain_field方法定义为使用调用它的实例的__class__属性来设置必要的数据结构。

不幸的是，这一切都需要在设置数据结构之前创建类的实例，这也意味着每次创建实例时都会调用constrain_field方法。显然，最好在类初始化时执行此操作，这是问题的第(2)部分。

为了解决第(2)部分，我建议使用python decorators。考虑以下代码，它将Python property函数(用作装饰器)与名为constrain_field的自定义装饰器函数组合在一起

def Max(maxValue):
    def checkMax(value):
        return value <= maxValue
    checkMax.__doc__ = "Value must be less than or equal to " + str(maxValue)
    return checkMax

def Even():
    def checkEven(value):
        "Value must be even"
        return value%2 == 0
    return checkEven

def constrain_field(*constraints):
    def constraint_decorator(setter):
        def checkConstraints(self, value):
            ok = True
            for c in constraints:
                if not c(value):
                    ok = False
                    print "Constraint breached: " + c.__doc__
            if ok:
                setter(self, value)
        return checkConstraints
    return constraint_decorator

class Demo(object):
    def __init__(self):
        self._count = 2

    @property
    def count(self):
        return self._count

    @count.setter
    @constrain_field(Max(9), Even())
    def count(self, value):
        self._count = value

d = Demo()
print "Setting to 8"
d.count = 8
print "Setting to 9"
d.count = 9
print "Setting to 10"
d.count = 10
print "Count is now " + str(d.count)

它打印：

Setting to 8
Setting to 9
Constraint breached: Value must be even
Setting to 10
Constraint breached: Value must be less than or equal to 9
Count is now 8

通过以这种方式使用装饰器，所有初始化都在类的定义过程中完成一次。