python中__init_subclass__与多个类. 为什么__init_subclass没有被调用两次?

Question

我在找关于如何在多个类中使用 __init_subclass__ 的信息时，发现了一个错误报告：https://bugs.python.org/issue42674

提交这个报告的人说 __init_subclass__ 只被调用了一次，而不是两次。

这个问题被关闭了，理由是这并不是一个错误，评论是：

测试脚本中的两个子类没有调用 super()。当它们调用 super() 时，两个 init_subclasses 都会被调用。

报告中附带了以下代码：

class ClassOne:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        print(f"ClassOne.__init_subclass__( cls = {cls} )")

class ClassTwo:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        print(f"ClassTwo.__init_subclass__( cls = {cls} )")


class MyClass(ClassOne, ClassTwo):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        super(ClassOne, self).__init__()

我搞不清楚怎么才能触发两个 __init_subclass__ 方法。这是我的尝试：

class ClassOne:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        print(f"ClassOne.__init_subclass__( cls = {cls} )")

    def __init__(self):
        super().__init__()
        print(f"ClassOne.__init__( self = {self} )")

class ClassTwo:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        print(f"ClassTwo.__init_subclass__( cls = {cls} )")

    def __init__(self):
        super().__init__()
        print(f"ClassTwo.__init__( self = {self} )")

class MyClass(ClassOne, ClassTwo):
    def __init__(self):
        super(ClassOne, self).__init__()
        super(ClassTwo, self).__init__()

还有结果：

> python3 init_subclass.py
ClassOne.__init_subclass__( cls = <class '__main__.MyClass'> )

我在运行 Python 3.7。

Answer 1

这段话的意思是，在每个 __init_subclass__ 的类方法里，都需要调用 super().__init_subclass__。这个要求可以在 PEP-0487 的相关部分找到。

class ClassOne:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        print(f"ClassOne.__init_subclass__( cls = {cls} )")

class ClassTwo:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        print(f"ClassTwo.__init_subclass__( cls = {cls} )")


class MyClass(ClassOne, ClassTwo):
    ...

这样做之后，应该会导致两个 __init_subclass__ 都被调用。

ClassTwo.__init_subclass__( cls = <class '__main__.MyClass'> )
ClassOne.__init_subclass__( cls = <class '__main__.MyClass'> )

Answer 2

当一个类是通过元类 type 创建的时候，它的 __init_subclass__ 类方法会在它的 super() 对象上被调用，这一点可以在它的 Python 等效实现的 实现细节 中看到：

class NewType(type):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if len(args) != 3:
            return super().__new__(cls, *args)
        name, bases, ns = args
        init = ns.get('__init_subclass__')
        if isinstance(init, types.FunctionType):
            ns['__init_subclass__'] = classmethod(init)
        self = super().__new__(cls, name, bases, ns)
        for k, v in self.__dict__.items():
            func = getattr(v, '__set_name__', None)
            if func is not None:
                func(self, k)
        super(self, self).__init_subclass__(**kwargs)
        return self

所以，属性名 __init_subclass__ 遵循通常的 方法解析顺序（MRO） 规则，也就是在第一个定义这个属性的基类中进行解析。在这个 bug 报告的测试案例中，这个基类是 ClassOne，而且因为 ClassOne.__init_subclass__ 没有调用 super().__init_subclass__，所以控制权没有传递给下一个基类 ClassTwo，这就是为什么只会输出 ClassOne.__init_subclass__ 的结果。

要解决这个问题，可以让每个 __init_subclass__ 方法都合作调用 super().__init_subclass__，这样所有基类的 __init_subclass__ 方法都会被调用：

class ClassOne:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        super().__init_subclass__()
        print(f"ClassOne.__init_subclass__( cls = {cls} )")

class ClassTwo:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls):
        super().__init_subclass__()
        print(f"ClassTwo.__init_subclass__( cls = {cls} )")