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Python元类和导入*

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Python元类和导入*,python,Python,主要目标：在工厂中自动注册类（通过字符串），以便在运行时使用该字符串动态创建，类可以在它们自己的文件中，而不是在一个文件中分组我有两个类，它们都继承自同一个基类，它们定义了一个字符串作为它们的类型用户希望获取其中一个类的实例，但在运行时只知道其类型因此，我有一个工厂来创建给定类型的实例。我不想硬编码“if-then语句”，所以我有一个元类来注册基类的所有子类： class MetaRegister(type): # we use __init__ rather than __ne

主要目标：在工厂中自动注册类（通过字符串），以便在运行时使用该字符串动态创建，类可以在它们自己的文件中，而不是在一个文件中分组

我有两个类，它们都继承自同一个基类，它们定义了一个字符串作为它们的类型

用户希望获取其中一个类的实例，但在运行时只知道其类型

因此，我有一个工厂来创建给定类型的实例。我不想硬编码“if-then语句”，所以我有一个元类来注册基类的所有子类：

class MetaRegister(type):
    # we use __init__ rather than __new__ here because we want
    # to modify attributes of the class *after* they have been
    # created
    def __init__(cls, name, bases, dct):
        if not hasattr(cls, 'registry'):
            # this is the base class.  Create an empty registry
            cls.registry = {}
        else:
            # this is a derived class.  Add cls to the registry
            interface_id = cls().get_model_type()
            cls.registry[interface_id] = cls

        super(MetaRegister, cls).__init__(name, bases, dct)

问题是工厂必须导入所有的子类（这样元类才能运行）。要解决此问题，您可以使用X导入中的

但要使其正常工作，您需要在包的

\uuuuu init\uuuuuuuuuy.py

文件中定义一个

\uuuuuuu all\uuuuuuu

变量，以包含所有子类

我不想硬编码子类，因为它超出了使用元类的目的

我可以使用以下方法查看包中的文件：

import glob

from os.path import dirname, basename, isfile

modules = glob.glob(dirname(__file__) + "/*.py")
__all__ = [basename(f)[:-3] for f in modules if isfile(f)]

这非常有效，但是项目需要编译成一个.so文件，这使得文件系统的使用无效

那么，在不硬编码类型的情况下，如何实现在运行时创建实例的主要目标呢

有没有一种方法可以在运行时填充

\uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu

变量而不触及文件系统

在Java中，我可能会用注释装饰类，然后在运行时用注释获得所有类，python上有类似的东西吗

我知道python中有装饰器，但我不确定是否可以这样使用它们

编辑1：每个子类必须位于一个文件中：

- Models
-- __init__.py
-- ModelFactory.py
-- Regression
--- __init__.py
--- Base.py
--- Subclass1.py
--- Subclass2ExtendsSubclass1.py

编辑2：一些代码来说明问题：

+ main.py
|__ Models
    |__ __init__.py
    |__ ModelFactory.py
    |__ Regression
        |__ init__.py
        |__ Base.py
        |__ SubClass.py
        |__ ModelRegister.py

main.py

from models.ModelFactory import ModelFactory

if __name__ == '__main__':
    ModelFactory()


ModelFactory.py

from models.regression.Base import registry
import models.regression

class ModelFactory(object):
    def get(self, some_type):
        return registry[some_type]


ModelRegister.py
class ModelRegister(type):
    # we use __init__ rather than __new__ here because we want
    # to modify attributes of the class *after* they have been
    # created
    def __init__(cls, name, bases, dct):
        print cls.__name__
        if not hasattr(cls, 'registry'):
            # this is the base class.  Create an empty registry
            cls.registry = {}
        else:
            # this is a derived class.  Add cls to the registry
            interface_id = cls().get_model_type()
            cls.registry[interface_id] = cls

        super(ModelRegister, cls).__init__(name, bases, dct)

Base.py

from models.regression.ModelRegister import ModelRegister

class Base(object):
    __metaclass__ = ModelRegister

    def get_type(self):
        return "BASE"

SubClass.py

from models.regression.Base import Base


class SubClass(Base):
    def get_type(self):
        return "SUB_CLASS"

运行它，您只能看到它打印的“基本”。

使用装饰器也会得到同样的结果

将类注册为运行时的一种简单方法是使用decorator：

registry = {}

def register(cls):
    registry[cls.__name__] = cls
    return cls

@register
class Foo(object):
    pass

@register
class Bar(object):
    pass

如果您的所有类都在同一个模块中定义，并且该模块在运行时导入，那么这将起作用。然而，你的处境使事情复杂化了。首先，您希望在不同的模块中定义类。这意味着我们必须能够在运行时动态确定包中存在哪些模块。使用Python的

pkgutil

模块将非常简单，但是，您还声明您正在使用Nuitka将包编译成扩展模块

pkgutil

不适用于此类扩展模块

我无法从Python中找到任何确定Nuitka扩展模块中包含的模块的文档化方法。如果确实存在，则在动态导入每个子模块后，上面的decorator方法将起作用

事实上，我认为最简单的解决方案是在编译之前编写一个脚本来生成

\uuu init\uuuu.py

。假设我们有以下包结构：

.
├── __init__.py
├── plugins
│   ├── alpha.py
│   └── beta.py
└── register.py

“插件”包含在

plugins

目录中。这些文件的内容包括：

# register.py
# -----------

registry = {}
def register(cls):
    registry[cls.__name__] = cls
    return cls

# __init__.py
# -----------

from . import plugins
from . import register


# ./plugins/alpha.py
# ------------------

from ..register import register

@register
class Alpha(object):
    pass


# ./plugins/beta.py
# ------------------

from ..register import register

@register
class Beta(object):
    pass

目前，导入上面的包不会导致注册任何类。这是因为类定义永远不会运行，因为包含它们的模块永远不会导入。补救方法是为

插件

文件夹自动生成一个

\uuu init\uuuuuuuuuuuupy

。下面是一个脚本，它正是这样做的——这个脚本可以成为编译过程的一部分

import pathlib


root = pathlib.Path('./mypkg/plugins')
exclude = {'__init__.py'}

def gen_modules(root):
    for entry in root.iterdir():
        if entry.suffix == '.py' and entry.name not in exclude:
            yield entry.stem

with (root / '__init__.py').open('w') as fh:
    for module in gen_modules(root):
        fh.write('from . import %s\n' % module)

将此脚本放置在包根目录上方的一个目录中（假设您的包名为

mypkg

），然后运行它将产生：

from . import alpha
from . import beta

现在进行测试：我们编译包：

nuitka --module mypkg --recurse-to=mypkg

然后尝试导入它，检查是否所有类都已正确注册：

>>> import mypkg
>>> mypkg.register.registry
{'Beta': <class 'mypkg.plugins.beta.Beta'>, 
 'Alpha': <class 'mypkg.plugins.alpha.Alpha'>}

导入mypkg >>>mypkg.register.registry {'Beta'：， 'Alpha'：}

请注意，同样的方法也适用于使用元类注册插件类，我只是更喜欢在这里使用decorators。

将类注册为运行时的简单方法是使用decorators：

registry = {}

def register(cls):
    registry[cls.__name__] = cls
    return cls

@register
class Foo(object):
    pass

@register
class Bar(object):
    pass

pkgutil