在 __init__ 自动初始化的“惰性”属性

Question

我想使用类似于通常的 lazy property 装饰器的东西，但是由于 TensorFlow 的工作方式和我使用它的方式，我需要在 __init__ 上自动初始化所​​有惰性属性（TensorFlow 部分是不是问题的一部分，但请参阅here 了解我的意思）。我所说的“初始化”是指调用getattr 来运行一次属性方法并缓存结果。

以下工作已经完成：

import functools

def graph_property(getter):
    property_name = getter.__name__
    attribute = '_cache_' + property_name

    @property
    @functools.wraps(getter)
    def decorated(self):
        if not hasattr(self, attribute):
            setattr(self, attribute, getter(self))
            self._graph.append(property_name) # for illustration
            print('Initializing ' + property_name)
        return getattr(self, attribute)

    return decorated


class Test:
    def __init__(self):
        self._graph = []
        self.inputs    # DON'T LIKE TO DO THIS
        self.do_stuff  # AND THIS

    @graph_property
    def inputs(self):
        return 42.0

    @graph_property
    def do_stuff(self):
        return self.inputs + 1.0


if __name__ == '__main__':
    t = Test()
    print(t._graph)

但是，最好摆脱在__init__ 中手动调用self.input 和self.do_stuff ——这很快就会变得乏味。

我正在考虑多种方法来“记住”列表中某处的 graph_propertys 属性，但我认为所有都必须失败，因为在应用装饰器时，它还不知道该类（更不用说self）。

我可以想象的一种工作方式是为返回的decorated 对象提供一些标记属性，并为Test 编写一个元类，它查看所有方法，收集带有此标记的方法，并以某种方式为它们创建一个初始化程序.我未能实现这一点，因为我对元类非常不熟悉并且property 描述符不允许我添加属性。

所描述的方法是否可行（如果可行，如何实现）？或者有没有更简单的方法（没有手动开销和同样漂亮的语法）我只是没有看到它？

Answer 1

您可以添加一个简单的 mixin 并定义 property 的子类，然后在 mixin 的 __init__ 方法中执行与此自定义属性相关的所有初始化。通过这种方式，您可以选择希望它们在哪个类中初始化以及何时不希望它们初始化。

import functools


class lazy_property(property):
    """
    This class will help us in identifying our lazy properties, so that we
    don't confuse them with normal properties. 
    """
    pass

def graph_property(getter):
    property_name = getter.__name__
    attribute = '_cache_' + property_name

    @lazy_property
    @functools.wraps(getter)
    def decorated(self):
        if not hasattr(self, attribute):
            setattr(self, attribute, getter(self))
            self._graph.append(property_name)  # for illustration
            print('Initializing ' + property_name)
        return getattr(self, attribute)

    return decorated

class InitializeLazyPropertiesMixin:
    """
    This mixin does all of the work of initializing lazy properties
    """
    def __init__(self):
        cls = type(self)
        fields = (k for k in dir(cls) if isinstance(getattr(cls, k), lazy_property))
        for field in fields:
            getattr(self, field)


class Test(InitializeLazyPropertiesMixin):
    def __init__(self):
        self._graph = []
        # Whenever you're inheriting from this mixin make sure to call
        # super `__init__` method.
        super().__init__()

    @graph_property
    def inputs(self):
        return 42.0

    @graph_property
    def do_stuff(self):
        return self.inputs + 1.0

class Test1:
    """
    Just another class that doesn't require initializing any of the lazy properties
    """
    def __init__(self):
        self._graph = []

    @graph_property
    def inputs(self):
        return 42.0

    @graph_property
    def do_stuff(self):
        return self.inputs + 1.0

演示输出：

>>> t = Test()
Initializing inputs
Initializing do_stuff
>>> print(t._graph)
['inputs', 'do_stuff']
>>> t = Test1()
>>> print(t._graph)
[]
>>> t.inputs
Initializing inputs
42.0
>>> t._graph
['inputs']

Answer 2

由于您可以完全控制您的属性和类层次结构，因此只需标记要初始化的属性，并在基类 __init__ 方法中编写代码，该方法将调用所有这些属性。

因此，首先，在您的装饰器中，在您的 graph_property 装饰器上设置一个变量，以便它标记要初始化的方法。 由于property 对象与函数不同，不能分配任意属性，解决方法是将 Python 的本机属性包装在用户定义的类中：

class MarcableProperty(property):
    pass

def graph_property(getter):
    property_name = getter.__name__
    attribute = '_cache_' + property_name

    @MarcableProperty
    @functools.wraps(getter)
    def decorated(self):
        ...

    decorated._graph_initialize = True
    return decorated

然后，在所有其他类的 Base 或 mixin 类上，执行以下操作：

def __init__(self, *args, **kwargs):
    super().__init__(*args, **kwargs)
    for cls_member_name in dir(self.__class__): 
         # "dir" is good because it automatically looks
         # at the superclasses as well
         cls_member = getattr(self.__class__, cls_member_name)
         if getattr(cls_member, "_graph_initialize", False):
              # Fetch property, initializing its value:
              getattr(self, cls_member_name)

应该就是这样。