我需要一种工作方法来获取从Python基类继承的所有类。
当前回答
下面是一个简单但有效的代码版本:
def get_all_subclasses(cls):
subclass_list = []
def recurse(klass):
for subclass in klass.__subclasses__():
subclass_list.append(subclass)
recurse(subclass)
recurse(cls)
return set(subclass_list)
它的时间复杂度是O(n)如果没有多重继承,n是所有子类的数目。 它比递归地创建列表或使用生成器生成类的函数更有效,后者的复杂度可能是(1)O(nlogn)当类层次结构是平衡树时,或(2)O(n²)当类层次结构是有偏树时。
其他回答
新风格的类(即从object继承的子类,这是Python 3中的默认值)有__subclasses__方法,该方法返回子类:
class Foo(object): pass
class Bar(Foo): pass
class Baz(Foo): pass
class Bing(Bar): pass
下面是子类的名称:
print([cls.__name__ for cls in Foo.__subclasses__()])
# ['Bar', 'Baz']
下面是子类本身:
print(Foo.__subclasses__())
# [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>]
确认子类确实将Foo列为基类:
for cls in Foo.__subclasses__():
print(cls.__base__)
# <class '__main__.Foo'>
# <class '__main__.Foo'>
注意,如果你想要子类,你必须递归:
def all_subclasses(cls):
return set(cls.__subclasses__()).union(
[s for c in cls.__subclasses__() for s in all_subclasses(c)])
print(all_subclasses(Foo))
# {<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>}
注意,如果一个子类的类定义还没有被执行——例如,如果子类的模块还没有被导入——那么这个子类还不存在,__subclasses__将找不到它。
你提到了“以其名字命名”。由于Python类是一级对象,所以不需要使用带有类名的字符串来代替类或类似的东西。您可以直接使用该类,而且您可能应该这样做。
如果你确实有一个表示类名的字符串,并且你想要找到该类的子类,那么有两个步骤:找到给定其名称的类,然后像上面那样找到带有__subclasses__的子类。
如何从名称中找到类取决于您希望在哪里找到它。如果您希望在与试图定位类的代码相同的模块中找到它,那么
cls = globals()[name]
会起作用,或者在不太可能的情况下,你期望在当地人身上找到它,
cls = locals()[name]
如果这个类可以在任何模块中,那么你的名称字符串应该包含完全限定的名称——比如'pkg.module '。Foo'而不是Foo'。使用importlib加载类的模块,然后检索相应的属性:
import importlib
modname, _, clsname = name.rpartition('.')
mod = importlib.import_module(modname)
cls = getattr(mod, clsname)
无论你如何找到这个类,cls.__subclasses__()将返回它的子类列表。
这个答案不如使用@unutbu提到的特殊内置__subclasses__()类方法好,所以我只是把它作为一个练习。subclasses()函数的定义返回一个字典,该字典将所有子类名称映射到子类本身。
def traced_subclass(baseclass):
class _SubclassTracer(type):
def __new__(cls, classname, bases, classdict):
obj = type(classname, bases, classdict)
if baseclass in bases: # sanity check
attrname = '_%s__derived' % baseclass.__name__
derived = getattr(baseclass, attrname, {})
derived.update( {classname:obj} )
setattr(baseclass, attrname, derived)
return obj
return _SubclassTracer
def subclasses(baseclass):
attrname = '_%s__derived' % baseclass.__name__
return getattr(baseclass, attrname, None)
class BaseClass(object):
pass
class SubclassA(BaseClass):
__metaclass__ = traced_subclass(BaseClass)
class SubclassB(BaseClass):
__metaclass__ = traced_subclass(BaseClass)
print subclasses(BaseClass)
输出:
{'SubclassB': <class '__main__.SubclassB'>,
'SubclassA': <class '__main__.SubclassA'>}
Python 3.6 - __init_subclass__
正如其他回答提到的,你可以检查__subclasses__属性来获得子类列表,因为python 3.6你可以通过重写__init_subclass__方法来修改这个属性的创建。
class PluginBase:
subclasses = []
def __init_subclass__(cls, **kwargs):
super().__init_subclass__(**kwargs)
cls.subclasses.append(cls)
class Plugin1(PluginBase):
pass
class Plugin2(PluginBase):
pass
这样,如果你知道你在做什么,你可以重写__subclasses__的行为,并从这个列表中省略/添加子类。
下面是一个没有递归的版本:
def get_subclasses_gen(cls):
def _subclasses(classes, seen):
while True:
subclasses = sum((x.__subclasses__() for x in classes), [])
yield from classes
yield from seen
found = []
if not subclasses:
return
classes = subclasses
seen = found
return _subclasses([cls], [])
这与其他实现的不同之处在于它返回原始类。 这是因为它使代码更简单,并且:
class Ham(object):
pass
assert(issubclass(Ham, Ham)) # True
如果get_subclasses_gen看起来有点奇怪,那是因为它是通过将尾递归实现转换为循环生成器创建的:
def get_subclasses(cls):
def _subclasses(classes, seen):
subclasses = sum(*(frozenset(x.__subclasses__()) for x in classes))
found = classes + seen
if not subclasses:
return found
return _subclasses(subclasses, found)
return _subclasses([cls], [])
如果你只想要直接的子类,那么.__subclasses__()就可以了。如果你想要所有的子类,子类的子类等等,你需要一个函数来为你做这些。
下面是一个简单易读的函数,它可以递归地找到给定类的所有子类:
def get_all_subclasses(cls):
all_subclasses = []
for subclass in cls.__subclasses__():
all_subclasses.append(subclass)
all_subclasses.extend(get_all_subclasses(subclass))
return all_subclasses
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