在其基类中创建当前类默认实例

Question

序言： 我有一些对象，其中一些可以由默认构造函数创建并且无需修改，因此可以将这些对象视为“空”。有时我需要验证某个对象是否为“空”。可以通过以下方式完成（majik方法在基类Animal中实现）：

>>> a = Bird()
>>> b = Bird()
>>> a == b
True
>>> a == Bird()
True

所以问题：是否有可能（如果是，那么如何）实现这样的语法：

>>> a == Bird.default
True

至少这个（但前一个更甜）：

>>> a == a.default
True

但是：在基类Animal 中实现default（不要在所有派生类中重复它）：

class Animal(object):
   ... tech stuff ...
        - obj comparison
        - obj representation
        - etc

class Bird(Animal):
   ... all about birds ...

class Fish(Animal):
   ... all about fishes ...

当然我不需要解决方案来让Bird() 调用Animal 类:)

我想在基类中实现一种模板，它将删除派生类默认实例并将其唯一副本存储在派生类或实例属性中。我认为这可以通过使用元类来实现，但不知道如何。

类默认实例可以被认为是由其类的__init__() 实例化的任何对象（当然无需进一步的对象修改）。

 

更新

系统充满了对象，我只是想有可能将新创建的（默认情况下）创建的对象（例如无用的显示）与已经以某种方式修改过的对象分开。我这样做：

if a == Bird():
    . . .

我不想创建新对象进行比较，直观地说，我希望有一个实例副本作为标准具，以便与此类的实例进行比较。对象类似于 JSON 并且只包含属性（除了隐式 __str__、__call__、__eq__ 方法），所以我想保持这种使用内置 Python 功能的风格并避免使用显式定义的方法，如is_empty() 例如。这就像在交互式 shell 中输入一个对象，然后调用__str__ 将其打印出来，这是隐含的，但很有趣。

Answer 1

要实现第一个解决方案，您应该使用metaclass。

例如：

def add_default_meta(name, bases, attrs):
    cls = type(name, bases, attrs)
    cls.default = cls()
    return cls

并将其用作（假设python3。在python2中，在类主体中设置__metaclass__属性）：

class Animal(object, metaclass=add_default_meta):
    # stuff

class NameClass(Animal, metaclass=add_default_meta):
    # stuff

请注意，您已经为Animal 的每个 子类重复了metaclass=...。

如果您使用类及其__new__ 方法而不是函数来实现元类，则可以继承它，即：

class AddDefaultMeta(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        cls = super(AddDefaultMeta, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)
        cls.default = cls()
        return cls

实现相同效果的另一种方法是使用类装饰器：

def add_default(cls):
    cls.default = cls()
    return cls


@add_default
class Bird(Animal):
   # stuff

同样，您必须为 每个 子类使用装饰器。

如果你想实现第二种解决方案，即检查a == a.default，那么你可以简单地重新实现Animal.__new__：

class Animal(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not (args or kwargs) and not hasattr(cls, 'default'):
            cls.default = object.__new__(cls)
            return cls.default
        else:
            return object.__new__(cls)

这将在创建类的第一个实例时创建空实例，并将其存储在default 属性中。

这意味着你可以同时做：

a == a.default

和

a == Bird.default

但是如果您没有创建任何Bird 实例，则访问Bird.default 会得到AttributeError。

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样式说明：Bird.Default 对我来说看起来很糟糕。 Default 是 Bird 的一个实例而不是类型，因此您应该根据 PEP 8 使用 lowercase_with_underscore。

事实上，整件事对我来说看起来很可疑。您可以简单地使用is_empty() 方法。这很容易实现：

class Animal(object):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        # might require more complex condition
        self._is_empty = not (bool(args) or bool(kwargs))
    def is_empty(self):
        return self._is_empty

然后，当子类创建一个不向基类传递任何参数的空实例时，_is_empty 属性将为True，因此继承的方法将相应地返回True，而在其他情况下一些参数将传递给基类，该基类会将_is_empty 设置为False。

您可以尝试一下，以获得更健壮的条件，以便更好地与您的子类一起使用。

Answer 2

另一个可能的元类：

class DefaultType(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        new_cls = super(DefaultType, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)
        new_cls.default = new_cls()
        return new_cls

您只需要为 Animal 类设置元类属性，因为所有派生类都会继承它：

class Animal(object):
    __metaclass__ = DefaultType
    # ...

class Bird(Animal):
    # ...

这允许您同时使用两者：

a == Bird.default

和：

a == a.default