我目前正在尝试Python 3.7中引入的新数据类结构。我目前被困在试图做一些继承的父类。看起来参数的顺序被我当前的方法搞砸了,比如子类中的bool形参在其他形参之前传递。这将导致一个类型错误。

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Parent:
    name: str
    age: int
    ugly: bool = False

    def print_name(self):
        print(self.name)

    def print_age(self):
        print(self.age)

    def print_id(self):
        print(f'The Name is {self.name} and {self.name} is {self.age} year old')

@dataclass
class Child(Parent):
    school: str
    ugly: bool = True


jack = Parent('jack snr', 32, ugly=True)
jack_son = Child('jack jnr', 12, school = 'havard', ugly=True)

jack.print_id()
jack_son.print_id()

当我运行这段代码时,我得到这个TypeError:

TypeError: non-default argument 'school' follows default argument

我怎么解决这个问题?


当前回答

请注意,在Python 3.10中,现在可以使用数据类原生地进行此操作。

Dataclasses 3.10添加了kw_only属性(类似于attrs)。 它允许您指定哪些字段是keyword_only,因此将在init结束时设置,而不会导致继承问题。

直接从埃里克·史密斯关于这个主题的博客文章中摘录:

人们要求这个功能的原因有两个: 当一个数据类有很多字段时,通过位置指定它们可能变得不可读。为了向后兼容,它还要求将所有新字段添加到数据类的末尾。这并不总是可取的。 当一个数据类从另一个数据类继承,并且基类的字段具有默认值时,派生类中的所有字段也必须具有默认值。

下面是使用这个new参数的最简单的方法,但是有多种方法可以使用它来继承父类中的默认值:

from dataclasses import dataclass

@dataclass(kw_only=True)
class Parent:
    name: str
    age: int
    ugly: bool = False

@dataclass(kw_only=True)
class Child(Parent):
    school: str

ch = Child(name="Kevin", age=17, school="42")
print(ch.ugly)

看一下上面链接的博客文章,可以更彻底地解释kw_only。

干杯!

PS:由于它是相当新的,请注意您的IDE仍然可能会引发一个错误,但它在运行时工作

其他回答

如何像这样定义丑陋的字段,而不是默认的方式?

ugly: bool = field(metadata=dict(required=False, missing=False))

一个快速而肮脏的解决方案:

from typing import Optional

@dataclass
class Child(Parent):
    school: Optional[str] = None
    ugly: bool = True

    def __post_init__(self):
        assert self.school is not None

然后返回并重构一次(希望如此)扩展了语言。

补充使用attrs的Martijn Pieters解决方案:可以在没有默认属性复制的情况下创建继承,使用:

import attr

@attr.s(auto_attribs=True)
class Parent:
    name: str
    age: int
    ugly: bool = attr.ib(default=False, kw_only=True)


@attr.s(auto_attribs=True)
class Child(Parent):
    school: str
    ugly: bool = True

关于kw_only参数的更多信息可以在这里找到

一种可行的解决方法是使用monkey-patch来附加父字段

import dataclasses as dc

def add_args(parent): 
    def decorator(orig):
        "Append parent's fields AFTER orig's fields"

        # Aggregate fields
        ff  = [(f.name, f.type, f) for f in dc.fields(dc.dataclass(orig))]
        ff += [(f.name, f.type, f) for f in dc.fields(dc.dataclass(parent))]

        new = dc.make_dataclass(orig.__name__, ff)
        new.__doc__ = orig.__doc__

        return new
    return decorator

class Animal:
    age: int = 0 

@add_args(Animal)
class Dog:
    name: str
    noise: str = "Woof!"

@add_args(Animal)
class Bird:
    name: str
    can_fly: bool = True

Dog("Dusty", 2)               # --> Dog(name='Dusty', noise=2, age=0)
b = Bird("Donald", False, 40) # --> Bird(name='Donald', can_fly=False, age=40)

也可以预先添加非默认字段, 通过检查f.default是否为dc。失踪, 但这可能太脏了。

虽然猴子补丁缺乏遗传的一些特征, 它仍然可以用于向所有伪子类添加方法。

对于更细粒度的控制,请设置默认值 使用直流。字段(compare=False, repr=True,…)

一个实验性但有趣的解决方案是使用元类。下面的解决方案允许使用带有简单继承的Python数据类,而完全不使用数据类装饰器。此外,它可以继承父基类的字段,而不必抱怨位置参数的顺序(非默认字段)。

from collections import OrderedDict
import typing as ty
import dataclasses
from itertools import takewhile

class DataClassTerm:
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls)

class DataClassMeta(type):
    def __new__(cls, clsname, bases, clsdict):
        fields = {}

        # Get list of base classes including the class to be produced(initialized without its original base classes as those have already become dataclasses)
        bases_and_self = [dataclasses.dataclass(super().__new__(cls, clsname, (DataClassTerm,), clsdict))] + list(bases)

        # Whatever is a subclass of DataClassTerm will become a DataClassTerm. 
        # Following block will iterate and create individual dataclasses and collect their fields
        for base in bases_and_self[::-1]: # Ensure that last fields in last base is prioritized
            if issubclass(base, DataClassTerm):
                to_dc_bases = list(takewhile(lambda c: c is not DataClassTerm, base.__mro__))
                for dc_base in to_dc_bases[::-1]: # Ensure that last fields in last base in MRO is prioritized(same as in dataclasses)
                    if dataclasses.is_dataclass(dc_base):
                        valid_dc = dc_base
                    else:
                        valid_dc = dataclasses.dataclass(dc_base)
                    for field in dataclasses.fields(valid_dc):
                        fields[field.name] = (field.name, field.type, field)
        
        # Following block will reorder the fields so that fields without default values are first in order
        reordered_fields = OrderedDict()
        for n, t, f  in fields.values():
            if f.default is dataclasses.MISSING and f.default_factory is dataclasses.MISSING:
                reordered_fields[n] = (n, t, f)
        for n, t, f  in fields.values():
            if n not in reordered_fields.keys():
                reordered_fields[n] = (n, t, f)
        
        # Create a new dataclass using `dataclasses.make_dataclass`, which ultimately calls type.__new__, which is the same as super().__new__ in our case
        fields = list(reordered_fields.values())
        full_dc = dataclasses.make_dataclass(cls_name=clsname, fields=fields, init=True, bases=(DataClassTerm,))
        
        # Discard the created dataclass class and create new one using super but preserve the dataclass specific namespace.
        return super().__new__(cls, clsname, bases, {**full_dc.__dict__,**clsdict})
    
class DataClassCustom(DataClassTerm, metaclass=DataClassMeta):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if len(args)>0:
            raise RuntimeError("Do not use positional arguments for initialization.")
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)

现在让我们创建一个带有父数据类和混合类的样本数据类:

class DataClassCustomA(DataClassCustom):
    field_A_1: int = dataclasses.field()
    field_A_2: ty.AnyStr = dataclasses.field(default=None)

class SomeOtherClass:
    def methodA(self):
        print('print from SomeOtherClass().methodA')

class DataClassCustomB(DataClassCustomA,SomeOtherClass):
    field_B_1: int = dataclasses.field()
    field_B_2: ty.Dict = dataclasses.field(default_factory=dict)

结果是

result_b = DataClassCustomB(field_A_1=1, field_B_1=2)

result_b
# DataClassCustomB(field_A_1=1, field_B_1=2, field_A_2=None, field_B_2={})

result_b.methodA()
# print from SomeOtherClass().methodA

尝试在每个父类上使用@dataclass装饰器做同样的事情会在接下来的子类中引发一个异常,如TypeError(f'non-default argument <field-name)跟随默认参数')。上面的解决方案防止了这种情况的发生,因为字段首先被重新排序。然而,由于字段的顺序被修改了,在DataClassCustom中防止*args的使用。__new__是强制的,因为原来的顺序不再有效。

虽然在Python >=3.10中引入了kw_only特性,本质上使数据类中的继承更加可靠,但上面的示例仍然可以用作一种使数据类可继承的方法,而不需要使用@dataclass装饰器。