Python：数据类的循环依赖/前向变量声明？答案

【问题标题】：Python: Circular dependency of dataclasses / Forward variable declaration?Python：数据类的循环依赖/前向变量声明？
【发布时间】：2020-04-29 22:21:45
【问题描述】：

所以，我在一个文件中有这两个数据类：

@dataclass
class A:
    children: List[B]

@dataclass
class B:
    parent: A

，这可以通过使用__future__.annotations 功能实现。

然后我有另外两个文件，每个文件都有一堆对象，每种类型对我的项目来说都是静态的。

文件objects_A：

import objects_B

obj_a1 = A(
    children=[
        objects_B.obj_b1,
        objects_B.obj_b2
    ]
)

文件objects_B：

import objects_A

obj_b1 = B(
    parent=objects_A.obj_a1
)

obj_b2 = B(
    parent=objects_A.obj_a1
)

显然，文件之间存在循环依赖问题，但即使它们在同一个文件中也不起作用，因为一种类型的变量依赖于另一种类型的变量才能成功。
在obj_a1 中初始化B 对象也不起作用，因为这里没有self 的概念。

目前，我正在将parent 设置为None（针对类型提示），然后在obj_a1 上循环进行设置：

for obj_b in obj_a1.children:
    obj_b.parent = obj_a1

各位有什么好主意吗？
不知道它是否有帮助，但是这些对象是静态的（在这些声明之后它们不会改变）并且它们具有某种父子关系（您肯定已经注意到了）。
如果可能的话，我希望将每种类型的变量放在不同的文件中。

【问题讨论】：

您本质上是在将一个对象映射到另一个对象，为什么不能制作某种字典？例如：dict = {PARENT_OBJ: [CHILDREN]}
这个想法是在项目周围传递一个B 类型的对象，并且能够从父A 访问其他内容，而无需使用其他结构，如字典。
没有办法让实际的对象引用具有循环依赖关系。您可以通过最终实现的映射获得间接引用，正如 Peter S 建议的那样，或者您使用空的子列表初始化所有 As，并且仅在其对象文件为时将 Bs 添加到关系中执行。这两个选项都不起作用吗？

标签： python python-3.x forward-declaration circular-reference python-dataclasses

【解决方案1】：

解决此问题的一种方法是使用基类作为前向声明的替代方案。

@dataclass
class ParentBase:
    children: List[object]


@dataclass
class Child:
    parent: ParentBase


@dataclass
class Parent(ParentBase):
    children: List[Child]



parent = Parent(children=[])
child = Child(parent=parent)
parent.children.append(child)

这会奏效。我在ParentBase 中添加了children: List[object]。这不是此代码工作所必需的，但如果您添加它，您的 IDE 可以在您开始访问 child.parent. 时为您提供帮助。

这将不会阻止任何人使用 ParentBase 实例化 Child。要解决这个问题，你可以这样做：

@dataclass
class ParentBase(abc.ABC):
    children: List[object]

    @abc.abstractmethod
    def __post_init__(self):
        pass


@dataclass
class Child:
    parent: ParentBase


@dataclass
class Parent(ParentBase):
    children: List[Child]

    def __post_init__(self):
        pass


parent = Parent(children=[])
child = Child(parent=ParentBase())  # TypeError
child = Child(parent=parent)
parent.children.append(child)

它可能过于防御和过多的样板代码。是否要使其更安全取决于您团队的偏好。

【讨论】：

【解决方案2】：

我知道我迟到了，但我会把我的答案留在这里供其他人使用。

根据PEP 563，python 3.7 引入了注解的惰性求值，这在循环依赖的情况下非常有用。

@dataclass
class StudentData:
    school: 'SchoolData'

@dataclass
class SchoolData:
    students: StudentData

如您所见，SchoolData 类型注释包含在引号内，允许您在声明之前引用 SchoolData 类型。

【讨论】：