自动初始化实例变量？

Question

我有一个看起来像这样的Python类：

class Process:
    def __init__(self, PID, PPID, cmd, FDs, reachable, user):

接下来是：

        self.PID=PID
        self.PPID=PPID
        self.cmd=cmd
        ...

有没有什么方法可以像C++的初始化列表那样自动初始化这些实例变量？这样可以省去很多重复的代码。

Answer 1

如果你使用的是Python 2.6或更高版本，可以使用collections.namedtuple这个功能：

>>> from collections import namedtuple
>>> Process = namedtuple('Process', 'PID PPID cmd')
>>> proc = Process(1, 2, 3)
>>> proc.PID
1
>>> proc.PPID
2

这个功能特别适合用在你的类只是用来存放一堆值的时候。

Answer 2

对于Python 3.7及以上版本，你可以使用数据类（Data Class），这是一种非常符合Python风格且易于维护的方法，可以帮助你实现想要的功能。

数据类允许你为你的类定义字段，这些字段就是你自动初始化的实例变量。

它的样子大概是这样的：

@dataclass
class Process:
    PID: int
    PPID: int
    cmd: str
    ...

你的类中会自动包含__init__方法。

需要注意的是，这里需要类型提示，所以我在例子中使用了int和str。如果你不知道字段的类型，可以使用来自typing模块的Any。

与其他提议的解决方案相比，数据类有很多优点：

• 它是明确的：所有字段都是可见的，这符合Python的哲学，使代码更易读和易于维护。可以和使用**kwargs进行比较。
• 它可以有方法。就像其他任何类一样。
• 它允许你在自动生成的__init__方法之外进行扩展，使用__post_init__方法。

编辑：避免使用命名元组（NamedTuples）的原因

有些人建议在这种情况下使用namedtuple，但命名元组有一些与Python类不同的行为，这些行为一开始并不明显，需要了解：

1. 命名元组是不可变的

不可变性可能有用，但这可能不是你想要的实例特性。如果你使用@dataclass装饰器中的frozen=True参数，数据类也可以在某种程度上是不可变的。

2. 命名元组的__eq__行为像元组一样

在Python中，SomeNamedTuple(a=1, b=2) == AnotherNamedTuple(c=1, d=2)的结果是True！命名元组的__eq__函数在比较时只考虑值和这些值在被比较实例中的位置，而不考虑它们的类或字段名称。

Answer 3

你可以使用一个装饰器：

from functools import wraps
import inspect

def initializer(func):
    """
    Automatically assigns the parameters.

    >>> class process:
    ...     @initializer
    ...     def __init__(self, cmd, reachable=False, user='root'):
    ...         pass
    >>> p = process('halt', True)
    >>> p.cmd, p.reachable, p.user
    ('halt', True, 'root')
    """
    names, varargs, keywords, defaults = inspect.getargspec(func)

    @wraps(func)
    def wrapper(self, *args, **kargs):
        for name, arg in list(zip(names[1:], args)) + list(kargs.items()):
            setattr(self, name, arg)

        for name, default in zip(reversed(names), reversed(defaults)):
            if not hasattr(self, name):
                setattr(self, name, default)

        func(self, *args, **kargs)

    return wrapper

用它来装饰 __init__ 方法：

class process:
    @initializer
    def __init__(self, PID, PPID, cmd, FDs, reachable, user):
        pass

输出结果：

>>> c = process(1, 2, 3, 4, 5, 6)
>>> c.PID
1
>>> dir(c)
['FDs', 'PID', 'PPID', '__doc__', '__init__', '__module__', 'cmd', 'reachable', 'user'