如何使类装饰器不破坏 isinstance 函数？

Question

我正在为测试创建一个单例装饰器，但是当我询问一个对象是否是原始类的实例时，它返回 false。

在示例中，我装饰了一个计数器类来创建一个单例，所以每次如果我得到值，它就会返回下一个数字，无论对象的哪个实例调用它。 代码几乎可以工作，但函数 isinstance 似乎坏了，我尝试使用 functools.update_wrapper 但我不知道我是否可以让 isinstance 函数将 Singleton 识别为 Counter （在下面的代码中），只要我要求 Counter代码实际上返回 Singleton。

装饰器

def singleton(Class):

    class Singleton:
        __instance = None

        def __new__(cls):
            if not Singleton.__instance:
                Singleton.__instance = Class()

            return Singleton.__instance

    #update_wrapper(Singleton, Class, 
    #    assigned=('__module__', '__name__', '__qualname__', '__doc__', '__annotation__'), 
    #    updated=()) #doesn't seems to work
    return Singleton

装饰类

@singleton
class Counter:
    def __init__(self):
        self.__value = -1
        self.__limit = 6

    @property
    def value(self):
        self.__value = (self.__value + 1) % self.limit
        return self.__value

    @property
    def limit(self):
        return self.__limit

    @limit.setter
    def limit(self, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError('value must be an int.')

        self.__limit = value

    def reset(self):
        self.__value = -1

    def __iter__(self):
        for _ in range(self.limit):
            yield self.value

    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self,a,b,c):
        pass

测试

counter = Counter()
counter.limit = 7
counter.reset()
[counter.value for _ in range(2)]

with Counter() as cnt:
    print([cnt.value for _ in range(10)]) #1

print([counter.value for _ in range(5)]) #2
print([val for val in Counter()]) #3

print(Counter) #4
print(type(counter)) #5 
print(isinstance(counter, Counter)) #6

输出：

#1 - [2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3, 4]
#2 - [5, 6, 0, 1, 2]
#3 - [3, 4, 5, 6, 0, 1, 2]
#4 - <class '__main__.singleton.<locals>.Singleton'>
#5 - <class '__main__.Counter'>
#6 - False

（未注释更新包装器）

#1 - [2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3, 4]
#2 - [5, 6, 0, 1, 2]
#3 - [3, 4, 5, 6, 0, 1, 2]
#4 - <class '__main__.Counter'>
#5 - <class '__main__.Counter'>
#6 - False

Answer 1

您可以在Python Decorator Library 中使用singleton 类装饰器。

之所以有效，是因为它修改了现有类（替换了 __new__() 方法），而不是像您问题的代码中那样用完全独立的类替换它。

import functools

# from https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Singleton
def singleton(cls):
    ''' Use class as singleton. '''

    cls.__new_original__ = cls.__new__

    @functools.wraps(cls.__new__)
    def singleton_new(cls, *args, **kw):
        it =  cls.__dict__.get('__it__')
        if it is not None:
            return it

        cls.__it__ = it = cls.__new_original__(cls, *args, **kw)
        it.__init_original__(*args, **kw)
        return it

    cls.__new__ = singleton_new
    cls.__init_original__ = cls.__init__
    cls.__init__ = object.__init__

    return cls

有了它，我得到以下输出（注意最后一行）：

[2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3, 4]
[5, 6, 0, 1, 2]
[3, 4, 5, 6, 0, 1, 2]
<class '__main__.Counter'>
<class '__main__.Counter'>
True

Answer 2

并不比上面的好，但如果您以后需要从记忆中执行此操作，则稍微简单且更容易记住：

def singleton(Class, *initargs, **initkwargs):
    __instance = Class(*initargs, **initkwargs)
    Class.__new__ = lambda *args, **kwargs: __instance
    Class.__init__ = lambda *args, **kwargs: None
    return Class