定制typing.NamedTuple

Question

我使用NamedTuple来保存数据，并希望添加一个可以由多个基于NamedTuple的类继承的方法。但是，当我尝试使用多继承或子类化基于NamedTuple的类时，它不起作用。具体来说，我试图自动为我的所有数据类提供一个方法，该方法可以查看类注释，然后在此基础上调用一些序列化代码。以下是我尝试过的一些例子：

from typing import NamedTuple


class Base1:
    def foo(self):
        print(self.__annotations__)


class Test1(NamedTuple, Base1):
    x: int
    y: int


x = Test1(1, 2)
x.foo() # raises AttributeError


class Base2(NamedTuple):
    def foo(self):
        print(self.__annotations__)


class Test2(Base2):
    x: int
    y: int


x = Test2(1, 2) # TypeError: __new__() takes 1 positional argument but 3 were given

有办法让我像这样使用NamedTuple类吗？

Answer 1

争论的焦点是typing.NamedTuple使用的元类；这个元类忽略所有基类，只生成一个带有附加注释信息的collections.namedtuple()类(跨类上直接定义的任何附加属性进行复制)。

您可以定义自己的元类(它必须是typing.NamedTupleMeta的子类)，在生成命名元组类之后添加额外的基类：

import typing

NamedTuple = typing.NamedTuple
if hasattr(typing.NamedTuple, '__mro_entries__'):
    # Python 3.9 fixed and broke multiple inheritance in a different way
    # see https://github.com/python/cpython/issues/88089
    NamedTuple = typing._NamedTuple

class MultipleInheritanceNamedTupleMeta(typing.NamedTupleMeta):
    def __new__(mcls, typename, bases, ns):
        if NamedTuple in bases:
            base = super().__new__(mcls, '_base_' + typename, bases, ns)
            bases = (base, *(b for b in bases if not isinstance(b, NamedTuple)))
        return super(typing.NamedTupleMeta, mcls).__new__(mcls, typename, bases, ns)

class Base1(metaclass=MultipleInheritanceNamedTupleMeta):
    def foo(self):
        print(self.__annotations__)

class Test1(NamedTuple, Base1):
    x: int
    y: int

请注意，这不会让您继承字段！这是因为您必须为任何字段组合生成一个新的namedtuple类。上述结构如下：

• Test1，继承自
  • _base_Test1 -实际typing.NamedTuple生成的namedtuple
    • tuple

- `Base1`

这项工作按要求进行：

>>> x = Test1(1, 2)
>>> x.foo()
{'x': <class 'int'>, 'y': <class 'int'>}

从技术上讲，在Python版本到Python3.10之前，您只需要上面的内容。Python3.9有一个重构的NamedTuple实现，它修复了这个问题背后的特定元类问题，但随后通过显式地引发一个声明不支持多重继承的TypeError引入了另一个问题。这个TypeError是长得像个虫子，因为有使用NamedTuple进行多重继承的有效用例，并且在Python3.11中删除了异常。

但是，您可以在Python3.11中安全地使用这个答案中的代码。