Python 修补 __new__ 方法

Question

我正在尝试修补类的 __new__ 方法，但它没有按预期工作。

from contextlib import contextmanager

class A:
    def __init__(self, arg):
        print('A init', arg)

@contextmanager
def patch_a():
    new = A.__new__

    def fake_new(cls, *args, **kwargs):
        print('call fake_new')
        return new(cls, *args, **kwargs) 
        # here I get error: TypeError: object.__new__() takes exactly one argument (the type to instantiate)

    A.__new__ = fake_new
    try:
        yield
    finally:
        A.__new__ = new

if __name__ == '__main__':
    A('foo')
    with patch_a():
        A('bar')
    A('baz')

我希望得到以下输出：

A init foo
call fake_new
A init bar
A init baz

但在call fake_new 之后出现错误（请参阅代码中的注释）。 对我来说似乎我只是装饰了一个__new__ 方法并传播所有参数不变。 它不起作用，原因对我来说是模糊的。

我也可以写return new(cls) 并调用A('bar') 工作正常。但随后A('baz') 中断。

有人能解释一下是怎么回事吗？

^{Python 版本为 3.8}

Answer 1

您遇到了 Python 对象实例化的一个复杂部分 - 在该部分中，该语言选择了一种设计，该设计允许人们创建带有参数的自定义 __init__ 方法，而无需接触 __new__。

但是，在类层次结构的基础object 中，__new__ 和 __init__ 各有一个参数。

IIRC，它是这样的：如果你的类有一个自定义的 __init__ 而你没有触及 __new__ 并且类实例化还有更多的参数将传递给 __init__ 和 __new__ ，参数将从调用 do __new__ 中剥离，因此您不必为了吞下您在 __init__ 中使用的参数而对其进行自定义。反之亦然：如果您的类有一个带有额外参数的自定义__new__，并且没有自定义__init__，则这些不会传递给object.__init__。

在您的设计中，Python 会看到一个自定义 __new__ 并将传递给 __init__ 的相同额外参数传递给它 - 通过使用 *args, **kw，您将这些参数转发给接受单个参数的 object.__new__ - 和你得到了你向我们展示的错误。

解决方法是不要将这些额外参数传递给原始的 __new__ 方法 - 除非那里需要它们 - 所以你必须在启动对象时对 Python 的类型进行相同的检查。

还有一个有趣的惊喜：在使示例运行时，我发现 即使A.__new__ 恢复补丁时被删除，仍然被cPython的type实例化认为是“触动”了，传参。 为了让您的代码正常工作，我需要留下一个永久存根 A.__new__，它只会转发 cls 参数：

from contextlib import contextmanager

class A:
    def __init__(self, arg):
        print('A init', arg)

@contextmanager
def patch_a():
    new = A.__new__

    def fake_new(cls, *args, **kwargs):
        print('call fake_new')
        if new is object.__new__:
            return new(cls)
        return new(cls, *args, **kwargs)
        # here I get error: TypeError: object.__new__() takes exactly one argument (the type to instantiate)

    A.__new__ = fake_new
    try:
        yield
    finally:
        del A.__new__
        if new is not object.__new__:
            A.__new__ = new
        else:
            A.__new__ = lambda cls, *args, **kw: object.__new__(cls)

        print(A.__new__)

if __name__ == '__main__':
    A('foo')
    with patch_a():
        A('bar')
    A('baz')

（我尝试检查原始 __new__ 签名而不是 new is object.__new__ 比较 - 无济于事：object.__new__ 签名是 *args, **kwargs - 可能是为了使其在静态检查中永远不会失败）