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法律研究Python 中的 __subclasscheck__ 和 __subclasshook__
Python 是一种用途广泛且功能强大的编程语言，长期以来一直广受欢迎。Python 的面向对象特性支持实现一些高级功能，例如继承和多态。在这篇文章中，我们将深入探讨两种鲜为人知但引人入胜的技术，它们允许在 Python 中自定义继承检查：subclasscheck 和 subclasshook。
什么是 Subclasscheck 和 Subclasshook？
在 Python 中，使用内置的 issubclass() 函数确定一个类是否为另一个类的子类并不少见。默认情况下，此函数检查继承树以确定类之间的关系。但是，Python 还提供了一种使用特殊方法 subclasscheck 和 subclasshook 覆盖此默认行为的方法。
__subclasscheck__(cls) − 此方法由 issubclass() 函数调用，以测试一个类是否为另一个类的子类。默认情况下，它返回常规继承测试的结果，但可以被重写以更改此行为。
__subclasshook__(cls) − 此方法可以在抽象基类 (ABC) 中定义，以自定义 issubclass() 执行的子类检查。它由 ABC 中 subclasscheck 的默认实现调用。
Subclasshook 方法
为了清楚地了解 subclasshook 方法的工作原理，让我们来看一个示例。假设我们有一个名为“Shape”的抽象基类，它有两个必需的方法：“area”和“perimeter”。任何希望被视为“Shape”子类的类都必须实现这些方法。
步骤 1 − 定义一个名为“Shape”的抽象基类，它有两个特定方法：“area”和“perimeter”。
步骤 2 − 创建一个名为“Circle”的自定义类，它实现了指定的方法“area”和“perimeter”。
步骤 3 − 重写“Shape”类中的 subclasshook 方法以指定确定类是否为子类的自定义标准。在这种情况下，标准是该类必须具有“area”和“perimeter”方法。
步骤 4 − 使用 issubclass() 函数测试“Circle”是否为“Shape”的子类。使用自定义的 subclasshook 方法，结果为“True”，因为“Circle”满足自定义标准。
示例
现在，让我们创建一个实现这些方法的自定义类“Circle”−
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class Shape(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def area(self):
pass
@abstractmethod
def perimeter(self):
pass
class Circle:
def __init__(self, radius):
self.radius = radius
def area(self):
return 3.14 * self.radius * self.radius
def perimeter(self):
return 2 * 3.14 * self.radius
print(issubclass(Circle, Shape))
即使“Circle”类实现了所需的方法，当检查“Circle”是否为“Shape”的子类时，issubclass() 函数仍将返回“False”−
输出
False
这就是 subclasshook 方法发挥作用的地方。我们可以在“Shape”类中重写此方法以指定我们确定类是否为子类的自定义标准−
示例
class Shape(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def area(self):
pass
@abstractmethod
def perimeter(self):
pass
@classmethod
def __subclasshook__(cls, other):
if cls is Shape:
if all(hasattr(other, method) for method in ['area', 'perimeter']):
return True
return NotImplemented
print(issubclass(Circle, Shape))
输出
如果我们检查“Circle”是否为“Shape”的子类，则输出如下所示。
True
Subclasscheck 方法
在某些情况下，您可能希望重写 subclasscheck 方法本身，而不是使用 subclasshook。这可以提供对继承测试的更细粒度的控制。这是一个示例 −
步骤 1 − 定义一个名为“CustomBase”的自定义基类，它重写了 subclasscheck 方法。我们不是测试一般的继承关系，而是测试子类是否具有可调用的“magic_attribute”方法。
步骤 2 − 创建两个类，“DerivedWithMagic”和“DerivedWithoutMagic”。前者具有“magic_attribute”方法，而后者没有。
步骤 3 − 使用 issubclass() 函数测试“DerivedWithMagic”和“DerivedWithoutMagic”是否为“CustomBase”的子类。对于“DerivedWithMagic”，结果为“True”，因为它具有所需的“magic_attribute”方法，而对于“DerivedWithoutMagic”，结果为“False”，因为它不再具有指定的方法。
示例
class CustomBase:
def __subclasscheck__(self, subclass):
return (hasattr(sub
class, "magic_attribute") and
callable(getattr(subclass, "magic_attribute")))
class DerivedWithMagic:
def magic_attribute(self):
pass
class DerivedWithoutMagic:
pass
print(issubclass(DerivedWithMagic, CustomBase))
print(issubclass(DerivedWithoutMagic, CustomBase))
输出
如果我们检查“Circle”是否为“Shape”的子类，则输出如下所示。
True False
实际用例
虽然 Python 中的默认继承机制适用于大多数场景，但在某些情况下，使用 __subclasscheck__ 和 __subclasshook__ 自定义子类检查可能会有益−
**协议执行** − 通过使用这些方法，您可以强制执行子类必须遵守的某些协议。在我们之前的示例中，我们确定任何被视为“Shape”子类的类都必须实现“area”和“perimeter”方法。
**Mixin 类** − Mixin 类旨在为其他类提供特定的行为，但它们并非旨在用作独立类。您可以使用 __subclasscheck__ 或 __subclasshook__ 定义自定义继承策略，通过使用 mixin 作为子类来识别类，即使它们不是直接从它继承。
**松耦合** − 在某些情况下，减少软件系统中组件之间的依赖关系很有用。通过使用 __subclasscheck__ 和 __subclasshook__，您可以在类之间建立关系，而无需创建严格的继承层次结构。
结论
Python 中的 __subclasscheck__ 和 __subclasshook__ 方法提供了一种强大的方法来自定义继承检查。当您想对子类关系强制执行特定要求或提供更灵活的继承结构时，这些方法尤其有用。通过理解和利用这些特殊方法，您可以创建更具适应性和鲁棒性的 Python 程序。
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