可以从现有日期时间实例创建的自定义日期时间子类？

Question

在给定现有datetime.datetime() 实例的情况下，我需要一种方法来轻松创建datetime.datetime 子类的实例。

假设我有以下人为的例子：

class SerializableDateTime(datetime):
    def serialize(self):
        return self.strftime('%Y-%m-%d %H:%M')

我正在使用这样的类（但有点复杂），用于 SQLAlchemy 模型；您可以告诉 SQLAlchemy 使用 TypeDecorator class 将自定义类映射到受支持的 DateTime 列值；例如：

class MyDateTime(types.TypeDecorator):
    impl = types.DateTime

    def process_bind_param(self, value, dialect):
        # from custom type to the SQLAlchemy type compatible with impl
        # a datetime subclass is fine here, no need to convert
        return value

    def process_result_value(self, value, dialect):
        # from SQLAlchemy type to custom type
        # is there a way have this work without accessing a lot of attributes each time?
        return SerializableDateTime(value)   # doesn't work

我不能在这里使用return SerializableDateTime(value)，因为默认的datetime.datetime.__new__() 方法不接受datetime.datetime() 实例：

>>> value = datetime.now()
>>> SerializableDateTime(value)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: an integer is required (got type datetime.datetime)

是否有一种快捷方式可以避免将value.year、value.month 等一直复制到时区到构造函数中？

Answer 1

虽然您可以为您的子类提供一个 __new__ 方法来检测单个 datetime.datetime 实例然后在那里进行所有复制，但实际上我会给该类一个 classmethod 来处理这种情况，因此您的 SQLAlchemy 代码看起来喜欢：

return SerializableDateTime.from_datetime(value)

我们可以利用pickle 支持已经实现的datetime.datetime() 类；类型实现了__reduce_ex__ hook（通常建立在像__getnewargs__这样的高级方法上），对于datetime.datetime()实例，这个钩子只返回datetime.datetime类型和一个args元组，这意味着只要你有一个具有相同内部状态的子类，我们可以通过将args 元组应用回您的新类型来创建具有相同状态的新副本。 __reduce_ex__ 方法可以根据 pickle 协议改变输出，但只要您传入 pickle.HIGHEST_PROTOCOL，就可以保证获得完整支持的值范围。

args 元组由一个或两个值组成，第二个是时区：

>>> from pickle import HIGHEST_PROTOCOL
>>> value = datetime.now()
>>> value.__reduce_ex__(HIGHEST_PROTOCOL)
(<class 'datetime.datetime'>, (b'\x07\xe2\n\x1f\x12\x06\x05\rd\x8f',))
>>> datetime.utcnow().astimezone(timezone.utc).__reduce_ex__(value.__reduce_ex__(HIGHEST_PROTOCOL))
(<class 'datetime.datetime'>, (b'\x07\xe2\n\x1f\x12\x08\x14\n\xccH', datetime.timezone.utc))

args 元组中的第一个值是 bytes 值，表示对象的所有属性（时区除外），datetime 的构造函数接受相同的字节值（加上可选的时区）：

>>> datetime(b'\x07\xe2\n\x1f\x12\x06\x05\rd\x8f') == value
True

由于您的子类接受相同的参数，您可以使用args 元组来创建一个副本；我们可以通过断言它仍然是我们的父类来使用第一个值来防止未来 Python 版本的变化：

from pickle import HIGHEST_PROTOCOL

class SerializableDateTime(datetime):
    @classmethod
    def from_datetime(cls, dt):
        """Create a SerializableDateTime instance from a datetime.datetime object"""
        # (ab)use datetime pickle support to copy state across
        factory, args = dt.__reduce_ex__(HIGHEST_PROTOCOL)
        assert issubclass(cls, factory)
        return cls(*args)

    def serialize(self):
        return self.strftime('%Y-%m-%d %H:%M')

这使您可以创建子类的实例作为副本：

>>> SerializableDateTime.from_datetime(datetime.now())
SerializableDateTime(2018, 10, 31, 18, 13, 2, 617875)
>>> SerializableDateTime.from_datetime(datetime.utcnow().astimezone(timezone.utc))
SerializableDateTime(2018, 10, 31, 18, 13, 22, 782185, tzinfo=datetime.timezone.utc)

虽然使用pickle __reduce_ex__ 钩子可能看起来有些骇人听闻，但这是用于创建datetime.datetime 实例副本的实际协议以及copy module，并且通过使用__reduce_ex__(HIGHEST_PROTOCOL)，您可以确保所有相关状态复制您使用的任何 Python 版本。