不能从定义__slots__的多个类继承？

时间：2012-06-01 21:20:16

标签： python class slots

Python中的某种情况最近让我感到震惊，经过一番研究后，其原因仍然不完全清楚。以下类定义似乎完美无缺，并将生成预期的内容：

class A: __slots__ = 'a', 'b'
class B(A): __slots__ = ()
class C(A): __slots__ = ()
class D(B, C): __slots__ = ()

这四个类以钻石继承模式排列。但是，不允许有些类似的模式。以下类定义似乎应该与第一个类似：

class B: __slots__ = 'a', 'b'
class C: __slots__ = 'a', 'b'
class D(B, C): __slots__ = ()

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#74>", line 1, in <module>
    class D(B, C): __slots__ = ()
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict

但是，在此示例中引发了TypeError。因此出现了三个问题：（1）考虑到插槽名称，这是Python中的错误吗？ （2）这样的答案有什么理由？ （3）什么是最好的解决方法？

参考文献：

4 个答案:

答案 0 :(得分：2)

  

不能从定义__slots__的多个类中继承吗？

关闭。

在存在布局冲突时，您不能从定义 nonempty __slots__的多个类中继承。

插槽具有有序的布局，并且在类中创建的描述符依赖于这些位置，因此，在多重继承下它们不得具有布局冲突。

您最简单的方法失败了，因为每个a和b被认为是不同的插槽，并且布局算法不会检查它们在语义上是否相同：

class B: __slots__ = 'a', 'b' # creates descriptors in B for a, b
class C: __slots__ = 'a', 'b' # creates new, different descriptors in C
class D(B, C): __slots__ = () # B.a or C.a comes first?

您的第一个示例之所以有效，是因为多重继承仅获得A的广告位，因此所有情况都使用A的描述符和位置/布局。例如，将允许以下内容：

class A: __slots__ = 'a', 'b' # shared parent, ok

class B(A): __slots__ = () # B or C must be empty

class C(A): __slots__ = 'c', # Since C is nonempty, B must be empty to inherit from both

class D(B, C): __slots__ = 'd', 'e'

实例化D，并使用这些插槽：

d = D()
d.a = d.b = d.c = d.d = d.e = 'foo'

我们不能动态创建变量：

>>> d.f = 'foo'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'D' object has no attribute 'f'

以上是解决有问题的代码的一种方法，但是它可能需要一些重写-如果您决定B需要另一个插槽，则必须将B的功能重构为一个抽象以获取代码重用D（很好，但可能会造成混淆）。

使用抽象是一种最佳实践，另一种解决方案是这样做，其中抽象类和/或mixins包含您的具体类的功能：

class AbstractB: __slots__ = ()

class B(AbstractB): __slots__ = 'a', 'b'

class AbstractC: __slots__ = ()

class C(AbstractC): __slots__ = 'a', 'b'

class Mixin: __slots__ = ()

class D(AbstractB, AbstractC, Mixin): __slots__ = 'a', 'b'

您的第一个示例非常可行，因为它避免了布局冲突，这只是重新构想了使用抽象而不是混凝土的解决方案。

最终问题：

  

（1）考虑到插槽名称，这是Python中的错误吗？

不，尽管在此问题上有很多困惑，但还是有一些文件记录在案，并且错误试图使这种行为更清晰。

  

（2）这样的答案有什么根据？

定义插槽的类将获得描述符，这些描述符知道其数据在何处位置。如果布局更改，则描述符将是错误的。

每个子类都可以创建自己的布局和描述符吗？我想它可以，但是这需要对它们的工作方式进行一些重写，并有一定的政治意愿，并且可以想象会破坏其他在C api中闲逛并依赖当前行为的用户。

  

（3）最佳解决方法是什么？

定义“最佳”。

编写最快，最复杂吗？：就像在第一个示例中那样避免布局冲突。

最佳实践？：使用抽象继承树，并在您的混凝土中定义插槽。尽管使用这种方法可能会有更多的类，但对于其他人和“未来的您”来说，处理起来可能会更简单。

答案 1 :(得分：0)

通过强制没有类定义__slots__的约束，可以构造一个具有所有子类所需特征的特殊对象类。该类被注册为常规对象的别名。

class _object: __slots__ = '_MetaSafe__exec', '__dict__'

class MetaSafe(type):

    __REGISTRY = {object: _object}

    @classmethod
    def clone(cls, old):
        return cls(old.__name__, old.__bases__, dict(old.__dict__), old)

    def __new__(cls, name, bases, classdict, old=None):
        # Check on a few classdict keys.
        assert '__new__' not in classdict, '__new__ must not be defined!'
        assert '__slots__' not in classdict, '__slots__ must not be defined!'
        assert '__module__' in classdict, '__module__ must be defined!'
        # Validate all the parent classes.
        valid = []
        for base in bases:
            if base in cls.__REGISTRY:
                valid.append(cls.__REGISTRY[base])
            elif base in cls.__REGISTRY.values():
                valid.append(base)
            else:
                valid.append(cls.clone(base))
        # Wrap callables without thread mark.
        for key, value in classdict.items():
            if callable(value):
                classdict[key] = cls.__wrap(value)
        # Fix classdict and create new class.
        classdict.update({'__new__': cls.__new, '__slots__': (), '__module__':
                          '{}.{}'.format(__name__, classdict['__module__'])})
        cls.__REGISTRY[old] = new = \
            super().__new__(cls, name, tuple(valid), classdict)
        return new

    def __init__(self, name, bases, classdict, old=None):
        return super().__init__(name, bases, classdict)

    @staticmethod
    def __wrap(func):
        @functools.wraps(func)
        def safe(self, *args, **kwargs):
            return self.__exec(func, self, *args, **kwargs)
        return safe

    @classmethod
    def __new(meta, cls, *args, **kwargs):
        self = object.__new__(cls, *args, **kwargs)
        if 'master' in kwargs:
            self.__exec = kwargs['master'].__exec
        else:
            array = tuple(meta.__REGISTRY.values())
            for value in args:
                if isinstance(value, array):
                    self.__exec = value.__exec
                    break
            else:
                self.__exec = Affinity()
        return self

此代码可用作构建块，通过克隆其类使tkinter线程安全。 Affinity类自动确保代码在单个线程上执行，从而防止GUI错误。

答案 2 :(得分：-1)

我遇到过这个错误，我真的想为我的自定义数据库节点使用插槽。这是我制作的测试套件（在Python 3.x中）：

import logging

A = None, 'attr1', 'attr2', 'attr3', 'attr4'

class C12(object):
    __slots__ = (A[1], A[2])

class C1234(object):
    __slots__ = (A[1], A[2], A[3], A[4])

class C34(object):
    __slots__ = (A[3], A[4])

class C3byC12(C12):
    __slots__ = (A[3])

class CEmpty(object):
    __slots__ = ()

MSG_FRM = '\n\tc1: {}\n\tc2: {}\n\t__slots__: {}'
NOT_DEF = 'not defined'

def test(c1, c2, slots):
    logging.debug('*'*20 + ' new class test ' + '*'*20)
    msg = MSG_FRM.format(c1, c2, slots)
    try:
        if slots == NOT_DEF:
            class TestClass(c1, c2): pass
        else:        
            class TestClass(c1, c2):
                __slots__ = slots
    except TypeError:
        logging.exception('BOOM!!! ' + msg)
    else:
        logging.debug('No Boom! ' + msg)
        instance = TestClass()
        if '__dict__' in dir(instance):
            logging.warning('Instance has __dict__!')
        else:
            logging.debug('Instance __slots__:{}'.format(
                          instance.__slots__))
        logging.debug('Attributes in instance dir: {}'.format(
            ' '.join(['X' if (a in dir(instance)) else '_'
                     for a in A[1:]])))

if __name__ == '__main__':
    logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
    test(C12, C34, (A[2], A[4]))
    test(C12, C3byC12, (A[2],))
    test(C3byC12, C12, (A[4],))
    test(C1234, C34, (A[2], A[4]))
    test(C1234, CEmpty, (A[2], A[4]))
    test(C12, CEmpty, (A[2], A[4]))
    test(C12, CEmpty, (A[1], A[2]))
    test(C12, CEmpty, ())
    test(CEmpty, C1234, (A[2], A[4]))
    test(CEmpty, C12, (A[3],))
    test(C12, C34, NOT_DEF)
    test(C12, CEmpty, NOT_DEF)

结果如下：

DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.C34'>
        __slots__: ('attr2', 'attr4')
Traceback (most recent call last):
  File "boom.py", line 30, in test
    class TestClass(c1, c2):
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.C3byC12'>
        __slots__: ('attr2',)
Traceback (most recent call last):
  File "boom.py", line 30, in test
    class TestClass(c1, c2):
TypeError: Cannot create a consistent method resolution
order (MRO) for bases C3byC12, C12
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C3byC12'>
        c2: <class '__main__.C12'>
        __slots__: ('attr4',)
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr4',)
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
        c1: <class '__main__.C1234'>
        c2: <class '__main__.C34'>
        __slots__: ('attr2', 'attr4')
Traceback (most recent call last):
  File "boom.py", line 30, in test
    class TestClass(c1, c2):
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C1234'>
        c2: <class '__main__.CEmpty'>
        __slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.CEmpty'>
        __slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.CEmpty'>
        __slots__: ('attr1', 'attr2')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr1', 'attr2')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.CEmpty'>
        __slots__: ()
DEBUG:root:Instance __slots__:()
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.CEmpty'>
        c2: <class '__main__.C1234'>
        __slots__: ('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr2', 'attr4')
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X X
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.CEmpty'>
        c2: <class '__main__.C12'>
        __slots__: ('attr3',)
DEBUG:root:Instance __slots__:('attr3',)
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X X _
DEBUG:root:******************** new class test ********************
ERROR:root:BOOM!!!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.C34'>
        __slots__: not defined
Traceback (most recent call last):
  File "boom.py", line 28, in test
    class TestClass(c1, c2): pass
TypeError: multiple bases have instance lay-out conflict
DEBUG:root:******************** new class test ********************
DEBUG:root:No Boom!
        c1: <class '__main__.C12'>
        c2: <class '__main__.CEmpty'>
        __slots__: not defined
WARNING:root:Instance has __dict__!
DEBUG:root:Attributes in instance dir: X X _ _

如您所见，您有两种选择：

  1. 为除了一个父类之外的所有类
    2. 定义__slots__ = ()
  2. 或让其中一位父母成为另一位父母的子类。

    3. 请注意，您也应该在新课程中定义__slots__，否则会获得__dict__。

答案 3 :(得分：-1)

您看到过这种选择吗？ https://stackoverflow.com/a/53063670/1400467

使用元类和伪造的_slots_属性有一种“棘手的”解决方法。 这适用于Python 3.6，希望适用于Python 3.X。

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