问题:python内部类的目的是什么?
Python的内部/嵌套类使我感到困惑。没有他们,有什么事情是无法完成的吗?如果是这样,那是什么东西?
回答 0
引用自http://www.geekinterview.com/question_details/64739:
内部阶层的优势:
- 类的逻辑分组:如果一个类仅对另一个类有用,那么将其嵌入该类并将二者保持在一起是合乎逻辑的。嵌套此类“帮助程序类”可使它们的程序包更加简化。
- 增加封装:考虑两个顶级类A和B,其中B需要访问A的成员,否则将其声明为私有。通过将B类隐藏在AA类中,可以将其成员声明为私有,B可以访问它们。另外,B本身可以对外界隐藏。
- 更具可读性和可维护性的代码:在顶级类中嵌套小类会使代码更靠近使用位置。
主要优势是组织。可以用内部类实现什么可没有他们来完成。
回答 1
没有他们,有什么事情是无法完成的吗?
不。它们绝对等同于通常在顶层定义类,然后将对它的引用复制到外部类中。
我认为“允许”嵌套类没有任何特殊原因,除了明确禁止“禁止”嵌套类没有特殊意义。
如果您正在寻找一个在外部/所有者对象的生命周期内存在的类,并且始终引用外部类的实例(内部类就像Java一样),那么Python的嵌套类就不是问题。但是您可以破解类似的东西:
import weakref, new
class innerclass(object):
"""Descriptor for making inner classes.
Adds a property 'owner' to the inner class, pointing to the outer
owner instance.
"""
# Use a weakref dict to memoise previous results so that
# instance.Inner() always returns the same inner classobj.
#
def __init__(self, inner):
self.inner= inner
self.instances= weakref.WeakKeyDictionary()
# Not thread-safe - consider adding a lock.
#
def __get__(self, instance, _):
if instance is None:
return self.inner
if instance not in self.instances:
self.instances[instance]= new.classobj(
self.inner.__name__, (self.inner,), {'owner': instance}
)
return self.instances[instance]
# Using an inner class
#
class Outer(object):
@innerclass
class Inner(object):
def __repr__(self):
return '<%s.%s inner object of %r>' % (
self.owner.__class__.__name__,
self.__class__.__name__,
self.owner
)
>>> o1= Outer()
>>> o2= Outer()
>>> i1= o1.Inner()
>>> i1
<Outer.Inner inner object of <__main__.Outer object at 0x7fb2cd62de90>>
>>> isinstance(i1, Outer.Inner)
True
>>> isinstance(i1, o1.Inner)
True
>>> isinstance(i1, o2.Inner)
False
(这使用了类装饰器,这是Python 2.6和3.0中的新功能。否则,您必须在类定义之后说“ Inner = innerclass(Inner)”。)
回答 2
您需要包裹一些东西才能理解这一点。在大多数语言中,类定义是对编译器的指令。也就是说,该类是在程序运行之前创建的。在python中,所有语句都是可执行的。这意味着该语句:
class foo(object):
pass
是一条在运行时执行的语句,如下所示:
x = y + z
这意味着您不仅可以在其他类中创建类,还可以在任意位置创建类。考虑以下代码:
def foo():
class bar(object):
...
z = bar()
因此,“内部类”的想法实际上不是一种语言构造;这是一个程序员构造。圭多拥有这是怎么围绕很好的总结在这里。但本质上,基本思想是简化了语言的语法。
回答 3
在类中嵌套类:
嵌套类使类定义变得肿,这使得很难看到发生了什么。
嵌套类会创建耦合,从而使测试更加困难。
在Python中,您可以在文件/模块中放置一个以上的类,这与Java不同,因此该类仍保持与顶级类的距离,甚至可以在类名前加上“ _”,以帮助表示不应将其他类使用它。
嵌套类可以证明有用的地方是函数内
def some_func(a, b, c):
class SomeClass(a):
def some_method(self):
return b
SomeClass.__doc__ = c
return SomeClass
该类从函数中捕获值,使您可以动态创建一个类,例如C ++中的模板元编程
回答 4
我了解反对嵌套类的参数,但是在某些情况下有使用它们的情况。想象一下,我正在创建一个双向链接列表类,并且需要创建一个节点类来维护节点。我有两个选择,在DoublyLinkedList类内部创建Node类,或在DoublyLinkedList类外部创建Node类。在这种情况下,我首选第一种选择,因为Node类仅在DoublyLinkedList类内部有意义。虽然没有隐藏/封装的好处,但是可以说Node类是DoublyLinkedList类的一部分,这有一个分组的好处。
回答 5
没有他们,有什么事情是无法完成的吗?如果是这样,那是什么东西?
有以下一些事情是不容易完成的:相关类的继承。
这是相关类A
和的极简示例B
:
class A(object):
class B(object):
def __init__(self, parent):
self.parent = parent
def make_B(self):
return self.B(self)
class AA(A): # Inheritance
class B(A.B): # Inheritance, same class name
pass
这段代码导致了一个相当合理和可预测的行为:
>>> type(A().make_B())
<class '__main__.A.B'>
>>> type(A().make_B().parent)
<class '__main__.A'>
>>> type(AA().make_B())
<class '__main__.AA.B'>
>>> type(AA().make_B().parent)
<class '__main__.AA'>
如果B
是顶级类,则不能self.B()
在方法中make_B
编写B()
,而只会写,从而失去与适当类的动态绑定。
请注意,在此构造中,您永远不要在class A
主体中引用class B
。这是parent
在课堂上介绍该属性的动机B
。
当然,可以在没有内部类的情况下重新创建此动态绑定,而这会浪费乏味且易于出错的类。
回答 6
我使用它的主要用例是防止小模块的扩散,并在不需要单独的模块时防止命名空间污染。如果要扩展现有的类,但是该现有的类必须引用另一个应该始终与其耦合的子类。例如,我可能有一个utils.py
其中包含许多帮助程序类的模块,这些模块不一定耦合在一起,但我想加强其中一些帮助程序类的耦合。例如,当我实现https://stackoverflow.com/a/8274307/2718295时
:utils.py
:
import json, decimal
class Helper1(object):
pass
class Helper2(object):
pass
# Here is the notorious JSONEncoder extension to serialize Decimals to JSON floats
class DecimalJSONEncoder(json.JSONEncoder):
class _repr_decimal(float): # Because float.__repr__ cannot be monkey patched
def __init__(self, obj):
self._obj = obj
def __repr__(self):
return '{:f}'.format(self._obj)
def default(self, obj): # override JSONEncoder.default
if isinstance(obj, decimal.Decimal):
return self._repr_decimal(obj)
# else
super(self.__class__, self).default(obj)
# could also have inherited from object and used return json.JSONEncoder.default(self, obj)
然后,我们可以:
>>> from utils import DecimalJSONEncoder
>>> import json, decimal
>>> json.dumps({'key1': decimal.Decimal('1.12345678901234'),
... 'key2':'strKey2Value'}, cls=DecimalJSONEncoder)
{"key2": "key2_value", "key_1": 1.12345678901234}
当然,我们可以完全避开继承,json.JSONEnocder
而只需覆盖default()即可:
:
import decimal, json
class Helper1(object):
pass
def json_encoder_decimal(obj):
class _repr_decimal(float):
...
if isinstance(obj, decimal.Decimal):
return _repr_decimal(obj)
return json.JSONEncoder(obj)
>>> json.dumps({'key1': decimal.Decimal('1.12345678901234')}, default=json_decimal_encoder)
'{"key1": 1.12345678901234}'
但有时只是出于约定,您希望utils
由可扩展性的类组成。
这是另一个用例:我希望在OuterClass中创建一个用于可变项的工厂,而不必调用copy
:
class OuterClass(object):
class DTemplate(dict):
def __init__(self):
self.update({'key1': [1,2,3],
'key2': {'subkey': [4,5,6]})
def __init__(self):
self.outerclass_dict = {
'outerkey1': self.DTemplate(),
'outerkey2': self.DTemplate()}
obj = OuterClass()
obj.outerclass_dict['outerkey1']['key2']['subkey'].append(4)
assert obj.outerclass_dict['outerkey2']['key2']['subkey'] == [4,5,6]
我更喜欢这种模式,而@staticmethod
不是原本用于工厂功能的装饰器。
回答 7
1.两种功能等效的方式
前面显示的两种方法在功能上是相同的。但是,有一些细微的差异,并且在某些情况下您想选择一个而不是另一个。
方式1:嵌套类定义
(=“ Nested class”)
class MyOuter1:
class Inner:
def show(self, msg):
print(msg)
方式2:将模块级别的内部类附加到外部类
(=“ Referenced内部类”)
class _InnerClass:
def show(self, msg):
print(msg)
class MyOuter2:
Inner = _InnerClass
下划线用于遵循PEP8: “内部接口(包,模块,类,函数,属性或其他名称)应-带有一个前导下划线作为前缀”。
2.相似之处
下面的代码片段演示了“嵌套类”与“引用内部类”的功能相似性;它们在检查内部类实例类型的代码中的行为方式相同。不用说,m.inner.anymethod()
它们与m1
和的行为类似m2
m1 = MyOuter1()
m2 = MyOuter2()
innercls1 = getattr(m1, 'Inner', None)
innercls2 = getattr(m2, 'Inner', None)
isinstance(innercls1(), MyOuter1.Inner)
# True
isinstance(innercls2(), MyOuter2.Inner)
# True
type(innercls1()) == mypackage.outer1.MyOuter1.Inner
# True (when part of mypackage)
type(innercls2()) == mypackage.outer2.MyOuter2.Inner
# True (when part of mypackage)
3.差异
下面列出了“嵌套类”和“引用内部类”的区别。它们并不大,但是有时您希望基于这些选择一个或另一个。
3.1代码封装
使用“嵌套类”可以比使用“引用内部类”更好地封装代码。模块命名空间中的类是全局变量。嵌套类的目的是减少模块中的混乱情况,并将内部类放入外部类中。
当没有人使用*时from packagename import *
,少量模块级别的变量可能很好,例如,当使用具有代码完成/智能感知的IDE时。
* 对吗?
3.2代码的可读性
Django文档指示将内部类Meta用于模型元数据。指示框架用户class Foo(models.Model)
使用inner 编写一个更清晰的* class Meta
。
class Ox(models.Model):
horn_length = models.IntegerField()
class Meta:
ordering = ["horn_length"]
verbose_name_plural = "oxen"
而不是“写class _Meta
,然后写一个class Foo(models.Model)
与Meta = _Meta
”;
class _Meta:
ordering = ["horn_length"]
verbose_name_plural = "oxen"
class Ox(models.Model):
Meta = _Meta
horn_length = models.IntegerField()
使用“嵌套类”方法,可以读取嵌套的项目符号点列表,但是使用“引用内部类”方法,则必须向上滚动以查看其定义,
_Meta
以查看其“子项”(属性)。如果您的代码嵌套级别增加或由于其他原因导致行很长,则“引用的内部类”方法可能更具可读性。
*当然是口味问题
3.3略有不同的错误消息
这没什么大不了的,只是为了完整性:当访问内部类的不存在属性时,我们会看到截然不同的异常。继续第2节中给出的示例:
innercls1.foo()
# AttributeError: type object 'Inner' has no attribute 'foo'
innercls2.foo()
# AttributeError: type object '_InnerClass' has no attribute 'foo'
这是因为type
内部类的s是
type(innercls1())
#mypackage.outer1.MyOuter1.Inner
type(innercls2())
#mypackage.outer2._InnerClass
回答 8
我已经使用Python的内部类在unittest函数(即内部def test_something():
)中故意创建了错误的子类,以便接近100%的测试覆盖率(例如,通过覆盖某些方法来测试很少触发的日志语句)。
回想起来,它类似于埃德的答案https://stackoverflow.com/a/722036/1101109
一旦删除了所有内部引用,此类内部类便应超出范围,并准备进行垃圾回收。例如,获取以下inner.py
文件:
class A(object):
pass
def scope():
class Buggy(A):
"""Do tests or something"""
assert isinstance(Buggy(), A)
在OSX Python 2.7.6下得到以下奇怪结果:
>>> from inner import A, scope
>>> A.__subclasses__()
[]
>>> scope()
>>> A.__subclasses__()
[<class 'inner.Buggy'>]
>>> del A, scope
>>> from inner import A
>>> A.__subclasses__()
[<class 'inner.Buggy'>]
>>> del A
>>> import gc
>>> gc.collect()
0
>>> gc.collect() # Yes I needed to call the gc twice, seems reproducible
3
>>> from inner import A
>>> A.__subclasses__()
[]
提示-不要继续尝试使用Django模型,这似乎保留了其他(已缓存?)对我的越野车类的引用。
因此,总的来说,我不建议您将内部类用于此类目的,除非您确实确实认为100%的测试覆盖率并且不能使用其他方法。虽然我觉得很高兴知道,如果使用__subclasses__()
,它有时会被内部类污染。无论哪种方式,如果您走了这么远,我都认为到目前为止,我们对Python,私有dunderscores以及所有内容都非常了解。