python - 如何在python中向描述符或属性添加方法
问题描述
我正在尝试编写一个可以轻松扩展的模拟类。为此,我想使用类似于属性的东西,但这也提供了update
一种可以针对不同用例以不同方式实现的方法:
class Quantity(object):
def __init__(self, initval=None):
self.value = initval
def __get__(self, instance, owner):
return self.value
def __set__(self, instance, value):
self.value = value
def update(self, parent):
"""here the quantity should be updated using also values from
MySimulation, e.g. adding `MySimulation.increment`, but I don't
know how to link to the parent simulation."""
class MySimulation(object):
"this default simulation has only density"
density = Quantity()
increment = 1
def __init__(self, value):
self.density = value
def update(self):
"""this one does not work because self.density returns value
which is a numpy array in the example and thus we cannot access
the update method"""
self.density.update(self)
默认模拟可以这样使用:
sim = MySimulation(np.arange(5))
# we can get the values like this
print(sim.density)
> [0, 1, 2, 3, 4]
# we can call update and all quantities should update
sim.update() # <- this one is not possible
我想以这样的方式编写它,以便可以以任何用户定义的方式扩展模拟,例如添加另一个以不同方式更新的数量:
class Temperature(Quantity):
def update(self, parent):
"here we define how to update a temperature"
class MySimulation2(MySimulation):
"an improved simulation that also evolves temperature"
temperature = Temperature()
def __init__(self, density_value, temperature_value):
super().__init__(density_value)
self.temperature = temperature_value
def update(self):
self.density.update(self)
self.temperature.update(self)
这有可能以某种方式还是有其他方法可以实现类似的行为?我已经看到了这个问题,这可能会有所帮助,但答案似乎很不优雅——我的案例有没有好的面向对象的方法?
解决方案
这有可能以某种方式还是有其他方法可以实现类似的行为?
有一种方法可以实现类似的行为。
instance
第 1 步:在/上设置标志MySimulation
。
第 2 步:检查标志self
,Quantity.__get__
如果设置了标志,则返回。
幼稚的实现
4行变化。
class Quantity(object):
def __init__(self, initval=None):
self.value = initval
def __get__(self, instance, owner):
if hasattr(instance, '_update_context'): # 1
return self # 2
return self.value
def __set__(self, instance, value):
self.value = value
def update(self, parent):
self.value += parent.increment # Example update using value from parent
class MySimulation(object):
"this default simulation has only density"
density = Quantity()
increment = 1
def __init__(self, value):
self.density = value
def update(self):
setattr(self, '_update_context', None) # 3
self.density.update(self)
delattr(self, '_update_context') # 4
请注意,这MySimulation
对它的子类来说是非常具有侵入性的。
缓解这种情况的一种方法是为子类定义一个_update
方法来覆盖:
def update(self):
setattr(self, '_update_context', None) # 3
self._update()
delattr(self, '_update_context') # 4
def _update(self):
self.density.update(self)
更强大的实施
使用元类,我们可以对原始代码进行 3 行更改。
class UpdateHostMeta(type):
UPDATE_CONTEXT_KEY = '_update_context'
def __init__(cls, name, bases, attrs):
super().__init__(name, bases, attrs)
__class__.patch_update(cls)
@staticmethod
def patch_update(update_host_class):
_update = update_host_class.update
def update(self, *args, **kwargs):
try:
setattr(self, __class__.UPDATE_CONTEXT_KEY, None)
_update(self, *args, **kwargs)
finally:
delattr(self, __class__.UPDATE_CONTEXT_KEY)
update_host_class.update = update
@staticmethod
def is_in_update_context(update_host):
return hasattr(update_host, __class__.UPDATE_CONTEXT_KEY)
class Quantity(object):
def __init__(self, initval=None):
self.value = initval
def __get__(self, instance, owner):
if UpdateHostMeta.is_in_update_context(instance): # 1
return self # 2
return self.value
def __set__(self, instance, value):
self.value = value
def update(self, parent):
self.value += parent.increment # Example update using value from parent
class MySimulation(object, metaclass=UpdateHostMeta): # 3
"this default simulation has only density"
density = Quantity()
increment = 1
def __init__(self, value):
self.density = value
def update(self):
self.density.update(self)
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