用于预定义类创建的元类与继承

Question

我正在为一个程序编写一些代码，它可以运行一些软件，读取输入/输出，并在此过程中进行一些数据处理。例如：(这不是真实的情况，只是给出一个想法)

class MusicFile(object):
   extension = [""]

   def setup(self):
       #set up the data

   def runsoftware(self):
       #play the song

class MP3(MusicFile):
   extension = [".mp3"]

   def setup(self):
       #setupMP3file

   def runsoftware(self):
       #runMP3software

我有大约4个普通类，然后文件扩展名将被定义和处理不同。每个类都有其工作所需的定义数量的方法。目前，只支持一个或两个文件扩展名，但我希望保留一个结构，在这里添加更多的扩展名对于其他人来说很容易(也许是直观的)。

我已经编码了不久，我被赋予了这个任务，我想做最好的方式。

在这种情况下，使用元类合适吗？为了设置一些必须包含我先前定义的方法的严格类，这样，它将在所有方法之间保持一致。我应该坚持简单的继承吗？

我希望能够注册MusicFile的所有子类，以便能够实例化正确的子类(例如，给定文件路径)。

我读过关于元类的文章，它们似乎很适合这种情况，但由于我也读到它们不需要被使用，如果您不太了解它们，我想征求您的专家意见。

Answer 1

这个答案只适用于Python 3.6+。如果您可以选择升级到最新的Python版本，那么有很多理由说明你为什么要和下面的内容可能就是其中之一。

Python3.6引入了__init_subclass__钩子，该钩子是在子类之后执行的。

class MusicFile:
    _register = {}

    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        if not hasattr(cls, 'extension'):
            raise ValueError(cls.__name__ + ' has no extension')

        MusicFile._register.update({e: cls for e in cls.extension})

    @classmethod
    def get_class_by_extension(cls, ext):
        return cls._register.get(ext)

示例

class MP3(MusicFile):
    extension = ['mp3']

class MIDI(MusicFile):
    extension = ['midi']

MusicFile.get_class_by_extension('mp3') # <class '__main__.MP3'>
MusicFile.get_class_by_extension('midi') # <class '__main__.MIDI'>

请注意，这与由bipll建议的工厂方法非常相似，但以一种更直观和可维护的方式。

Answer 2

我希望能够注册MusicFile的所有子类，以便能够实例化正确的子类(例如，给定文件路径)。

所以您可能想要实现工厂

这个工厂很可能是用元合金自动建造的.我看到的一个严重问题是使用类自己的extension成员注册它，所以对我来说，使用元类的永恒竞争(装饰者)更容易：

class MusicFile(object):
    known_types = {}

    @staticmethod
    def processor(ext):
        return MusicFile.known_types[ext]()

def file_types(*exts):
    def registered_class(cls):
        for ext in exts: MusicFile.known_types[ext] = cls
        return cls
    return registered_class

@file_types('mp3')
class Mp3(MusicFile):
    def greet(self):
        print 'Hi .mp3!'

@file_types('mid', 'midi')
class Midi(MusicFile):
    def greet(self):
        print 'Hi, Music Instruments Digital Interface!'

pcsor = MusicFile.processor('mp3')
pcsor.greet()                      # Hi .mp3!
pcsor = MusicFile.processor('mid')
pcsor.greet()                      # Hi, Music Instruments Digital Interface!
pcsor = MusicFile.processor('midi')
pcsor.greet()                      # Hi, Music Instruments Digital Interface!
pcsor = MusicFile.processor('s3m') # KeyError: 's3m'
pcsor.greet()