Python 3.x 中的最终课程——Guido 没有告诉我什么？

Question

这个问题建立在许多假设之上。如果一个假设是错误的，那么整个事情就会失败。我对 Python 还比较陌生，刚刚进入好奇/探索阶段。

据我了解，Python 不支持创建不能被子类化的类（final 类）。但是，在我看来，Python 中的 bool 类不能被子类化。当考虑 bool 类的意图时，这是有道理的（因为 bool 只应该有两个值：true 和 false），我对此很满意。我想知道的是如何这个类被标记为final。

所以我的问题是： Guido 究竟是如何设法防止 bool 的子类化的？

>>> class TestClass(bool):
        pass

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    class TestClass(bool):
TypeError: type 'bool' is not an acceptable base type

相关问题： Why I can't extend bool in Python?

Answer 1

您只能通过 C API 执行此操作。清除类型对象的tp_flags 的Py_TPFLAGS_BASETYPE 位。

例如，bool 不能被子类化 (cpython-code on github)：

PyTypeObject PyBool_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "bool",
    ...
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT,                         /* tp_flags */
    ...
};

但是int可以（cpython-code on github）：

PyTypeObject PyLong_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "int",                                      /* tp_name */
    ...
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE |
        Py_TPFLAGS_LONG_SUBCLASS,               /* tp_flags */
    ...
};

因为Py_TPFLAGS_BASETYPE-bit 设置在tp_flags。

Answer 2

Final 和 @final 类型现在在 typing_extensions 中可用。

我写了一篇文章，几乎涵盖了这种新类型的所有部分：https://sobolevn.me/2018/07/real-python-contants

类的一些例子：

from typing_extensions import final

@final
class HRBusinessUnit(AbstractBusinessUnit):
    def grant_permissions(self) -> None:
        self.api.do_some_hr_stuff()


class SubHRBusinessUnit(HRBusinessUnit):  # mypy will raise an error
    def grant_permissions(self) -> None:
        self.api.do_some_it_stuff()

还有常量：

from typing_extensions import Final

DAYS_IN_A_WEEK: Final = 7
DAYS_IN_A_WEEK = 8  # mypy will raise an error

---

我们还有一个小库来编写final 类，这些类也在运行时进行检查！ https://github.com/wemake-services/final-class

from final_class import final


@final
class Example(object):  # You won't be able to subclass it!
    ...


class Error(Example):  # Raises `TypeError`
    ...

特点：

• 没有元类冲突
• 没有运行时开销
• 无依赖关系
• 包括类型提示
• 设计得尽可能简单

Answer 3

在 Python 3.6 中，您应该在不使用元类的情况下阻止子类化：

class SomeBase:

    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        if cls is not SomeBase:
            raise TypeError("SomeBase does not support polymorphism.  Use composition over inheritance.")


class Derived(SomeBase):
    pass

在 Python 3.8 中，您还应该使用 final 装饰器来引发类型检查错误：

from typing import final


@final
class SomeBase:
    ...

类型检查由诸如 MyPy 之类的程序完成，这些程序是可选的。

Answer 4

您可以很容易地从 Python 3.x 模拟相同的效果：

class Final(type):
    def __new__(cls, name, bases, classdict):
        for b in bases:
            if isinstance(b, Final):
                raise TypeError("type '{0}' is not an acceptable base type".format(b.__name__))
        return type.__new__(cls, name, bases, dict(classdict))

class C(metaclass=Final): pass

class D(C): pass

将给出以下输出：

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Temp\final.py", line 10, in <module>
    class D(C): pass
  File "C:\Temp\final.py", line 5, in __new__
    raise TypeError("type '{0}' is not an acceptable base type".format(b.__name__))
TypeError: type 'C' is not an acceptable base type