在Python中从文件返回类的实例

Question

在我的程序里，有一个包里面装了很多个.py文件，每个文件里都有一个类的定义。我想做一个列表，列表里的每一项都是这些类的一个实例。而且，我的程序并不知道包里有多少个文件，也不知道这些文件或类的名字，所以我不能直接导入每个文件。理想情况下，我希望能够修改这个包的内容（比如删除文件、添加新文件等），而不需要重写程序的其他部分。有没有办法做到这一点呢？

最开始，我在每个文件里都有一行'if __name__ == '__main__': return foo()'，然后试着用execfile()来添加到列表里，但显然这样不行。有没有什么想法呢？

抱歉，如果这个描述有点模糊。如果需要的话，我会尽量解释得更清楚。我使用的是Python 2.5.4。

补充一下：

我的程序是一个随机角色生成器，用于《龙与地下城》。我为程序需要的每种主要数据类型都做了一个包。我有一个包专门放角色类、种族、物品等等。在创建角色时，我的程序会生成一个每种数据类型的列表，这样在制作角色时可以进行筛选。例如，在给角色装备时，程序可以查看武器列表，过滤掉所有不适合这个角色的武器，然后从剩下的武器中随机选择。

我不想指定文件名，因为我希望以后能方便地对这个程序进行扩展。如果将来我想添加更多的武器类型，我只需要写几个新的类描述，然后把它们放进武器包里，程序就能使用它们，而我不需要修改其他任何代码。

Answer 1

首先假设，你的所有模块都以 .py 文件的形式存在于包的目录里：

import inspect, glob, os, sys

def thelistyouwant(pathtothepackage):
  sys.path.insert(0, pathtothepackage)
  result = []
  for fn in glob.glob(os.path.join(pathtothepackage, '*.py')):
    if fn.startswith('_'): continue   # no __init__ or other private modules
    m = __import__(fn[:-3])
    classes = inspect.getmembers(m, inspect.isclass)
    if len(classes) != 1:
      print>>sys.stderr, "Skipping %s (%d != 1 classes!)" % (fn, len(classes))
      continue
    n, c = classes[0]
    try:
      result.append(c())
    except TypeError:
      print>>sys.stderr, "Skipping %s, can't build a %s()" % (fn, n)

  del sys.path[0]           
  return result

进一步假设：每个模块应该恰好有一个类（如果有多个类，就会跳过并发出警告），而且这个类可以不带参数地实例化（同样的道理）；你不想去看 __init__.py 文件（如果有的话；实际上，这段代码并不要求路径一定是一个真正的包，任何目录都可以，所以 __init__.py 文件可能存在也可能不存在），也不想看任何名字以下划线开头的模块（这些是包的“私有”模块）。

Answer 2

要实现这个目标，你需要做以下几件事：

• 让你的代码列出包含你代码的源文件。
• 对于每个源文件，将文件中指定的代码导入到一个新的模块中。
• 对于每个模块，找到里面所有的类，实例化每一个类，并把它们添加到你的最终列表中。

下面逐一解释每个步骤：

• 要列出源文件，可以使用 os.walk 和 os.path 来查找文件，并构建源文件的完整路径。
• 要动态导入某个源文件中的代码，可以使用 execfile(my_file) in my_dict，其中 my_file 是你的源文件的完整路径，my_dict 是一个字典，用来存放导入的代码（比如，源文件中声明的任何类都会成为这个字典的成员）。注意，只有当你导入的文件不属于有效的 Python 模块/包结构（即包中没有 init.py 文件）时，才需要使用这种方法。如果它们属于有效的模块/包结构，你可以直接使用 import()。
• 要列出某个模块中声明的类，可以使用 inspect.getmembers()。

Answer 3

这听起来有点设计不太好。如果你能详细说明一下问题，我们可以帮你想其他解决办法。不过，你想要的其实并不难：

import types
import my_package

my_package_members = [getattr(my_package, i) for i in dir(my_package)]
my_modules = [i for i in my_package_members if type(i) == types.ModuleType]

instances = []

for my_module in my_modules:
    my_module_members = [getattr(my_module, i) for i in dir(my_module)]
    my_classes = [i for i in my_module_members
                  if type(i) in (types.TypeType, types.ClassType)]
    for my_class in my_classes:
        instances.append(my_class())

编辑：把代码简化了一下。