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

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。

其他回答

下面的方法在使用纯python数据类和没有太多样板代码的情况下处理这个问题。

丑陋的:数据类。InitVar[bool]只是作为一个伪字段来帮助我们进行初始化,一旦创建实例就会丢失。而_ugly: bool = field(init=False)是一个实例成员,它不会通过__init__方法初始化,但也可以使用__post_init__方法初始化(你可以在这里找到更多)。

from dataclasses import dataclass, field, InitVar

@dataclass
class Parent:
    name: str
    age: int
    ugly: InitVar[bool]
    _ugly: bool = field(init=False)

    def __post_init__(self, ugly: bool):
        self._ugly = ugly

    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

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

jack.print_id()
jack_son.print_id()

注意,这使得字段ugly成为强制性的,使其成为可选的。你可以在父类上定义一个类方法,其中包含ugly作为可选参数:

from dataclasses import dataclass, field, InitVar

@dataclass
class Parent:
    name: str
    age: int
    ugly: InitVar[bool]
    _ugly: bool = field(init=False)

    def __post_init__(self, ugly: bool):
        self._ugly = ugly
    
    @classmethod
    def create(cls, ugly=True, **kwargs):
        return cls(ugly=ugly, **kwargs)

    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

jack = Parent.create(name='jack snr', age=32, ugly=False)
jack_son = Child.create(name='jack jnr', age=12, school='harvard')

jack.print_id()
jack_son.print_id()

现在您可以使用create(…)类方法作为创建父/子类的工厂方法,并使用默认值ugly。注意,这种方法必须使用命名参数才能工作。

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

你可以使用数据类的修改版本,它将生成一个只包含关键字的__init__方法:

import dataclasses


def _init_fn(fields, frozen, has_post_init, self_name):
    # fields contains both real fields and InitVar pseudo-fields.
    globals = {'MISSING': dataclasses.MISSING,
               '_HAS_DEFAULT_FACTORY': dataclasses._HAS_DEFAULT_FACTORY}

    body_lines = []
    for f in fields:
        line = dataclasses._field_init(f, frozen, globals, self_name)
        # line is None means that this field doesn't require
        # initialization (it's a pseudo-field).  Just skip it.
        if line:
            body_lines.append(line)

    # Does this class have a post-init function?
    if has_post_init:
        params_str = ','.join(f.name for f in fields
                              if f._field_type is dataclasses._FIELD_INITVAR)
        body_lines.append(f'{self_name}.{dataclasses._POST_INIT_NAME}({params_str})')

    # If no body lines, use 'pass'.
    if not body_lines:
        body_lines = ['pass']

    locals = {f'_type_{f.name}': f.type for f in fields}
    return dataclasses._create_fn('__init__',
                      [self_name, '*'] + [dataclasses._init_param(f) for f in fields if f.init],
                      body_lines,
                      locals=locals,
                      globals=globals,
                      return_type=None)


def add_init(cls, frozen):
    fields = getattr(cls, dataclasses._FIELDS)

    # Does this class have a post-init function?
    has_post_init = hasattr(cls, dataclasses._POST_INIT_NAME)

    # Include InitVars and regular fields (so, not ClassVars).
    flds = [f for f in fields.values()
            if f._field_type in (dataclasses._FIELD, dataclasses._FIELD_INITVAR)]
    dataclasses._set_new_attribute(cls, '__init__',
                       _init_fn(flds,
                                frozen,
                                has_post_init,
                                # The name to use for the "self"
                                # param in __init__.  Use "self"
                                # if possible.
                                '__dataclass_self__' if 'self' in fields
                                else 'self',
                                ))

    return cls


# a dataclass with a constructor that only takes keyword arguments
def dataclass_keyword_only(_cls=None, *, repr=True, eq=True, order=False,
              unsafe_hash=False, frozen=False):
    def wrap(cls):
        cls = dataclasses.dataclass(
            cls, init=False, repr=repr, eq=eq, order=order, unsafe_hash=unsafe_hash, frozen=frozen)
        return add_init(cls, frozen)

    # See if we're being called as @dataclass or @dataclass().
    if _cls is None:
        # We're called with parens.
        return wrap

    # We're called as @dataclass without parens.
    return wrap(_cls)

(也作为要点发布,用Python 3.6 backport测试)

这需要将子类定义为

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

并且会生成__init__(self, *, name:str, age:int, ugly:bool=True, school:str)(这是有效的python)。这里唯一的警告是不允许使用位置参数初始化对象,但除此之外,它是一个完全常规的数据类,没有丑陋的hack。

如果你使用的是Python 3.10+,那么你可以在这个答案和Python文档中讨论的数据类中使用仅关键字参数。

如果你使用的是< Python 3.10,那么你可以利用数据类。字段,使用default_factory抛出。由于该属性将使用field()声明,因此它被视为具有默认值;但是,如果用户试图创建一个实例而没有提供该字段的值,它将使用工厂,这将会出错。

这种技术并不等同于仅使用关键字,因为您仍然可以按位置提供所有参数。但是,这确实解决了问题,而且比使用各种数据类dunder方法要简单得多。

from dataclasses import dataclass, field
from datetime import datetime
from typing import Optional, TypeVar

T = TypeVar("T")


def required() -> T:
    f: T

    def factory() -> T:
        # mypy treats a Field as a T, even though it has attributes like .name, .default, etc
        field_name = f.name  # type: ignore[attr-defined]
        raise ValueError(f"field '{field_name}' required")

    f = field(default_factory=factory)
    return f


@dataclass
class Event:
    id: str
    created_at: datetime
    updated_at: Optional[datetime] = None


@dataclass
class NamedEvent(Event):
    name: str = required()


event = NamedEvent(name="Some Event", id="ab13c1a", created_at=datetime.now())
print("created event:", event)


event2 = NamedEvent("ab13c1a", datetime.now(), name="Some Other Event")
print("created event:", event2)

event3 = NamedEvent("ab13c1a", datetime.now())

输出:

created event: NamedEvent(id='ab13c1a', created_at=datetime.datetime(2022, 7, 23, 19, 22, 17, 944550), updated_at=None, name='Some Event')
created event: NamedEvent(id='ab13c1a', created_at=datetime.datetime(2022, 7, 23, 19, 22, 17, 944588), updated_at=None, name='Some Other Event')
Traceback (most recent call last):
  File ".../gist.py", line 39, in <module>
    event3 = NamedEvent("ab13c1a", datetime.now())
  File "<string>", line 6, in __init__
  File ".../gist.py", line 14, in factory
    raise ValueError(f"field '{field_name}' required")
ValueError: field 'name' required

你也可以在github上找到这段代码。

在发现数据类可能会获得一个允许字段重新排序的装饰器参数后,我回到了这个问题。这无疑是一个有希望的发展,尽管这一功能的进展似乎有些停滞。

现在,您可以通过使用dataclassy(我对数据类的重新实现,克服了这种挫折)来获得这种行为,以及其他一些细节。在原始示例中使用from dataclassy来代替from dataclassy意味着它运行时没有错误。

使用inspect打印Child的签名使正在发生的事情变得清晰;结果是(name: str, age: int, school: str, ugly: bool = True)。字段总是重新排序,以便在初始化式的参数中,具有默认值的字段位于不具有默认值的字段之后。两个列表(没有默认值的字段和有默认值的字段)仍然按照定义顺序排序。

面对这个问题是促使我编写数据类替代品的因素之一。这里详细介绍的变通方法虽然很有用,但要求将代码扭曲到完全否定数据类的简单方法(即字段顺序可以简单地预测)所提供的可读性优势的程度。