在Python中复制基类'__init__'签名的正确方法是什么？

如果子类没有定义自己的__init__方法时，基类的构造函数（因此其签名）会自动继承。但是应该如何定义子类__init__继承基类签名的方法（自动）？

例如：

class Base:
    def __init__(self, arg1, arg2):
        self.arg1 = arg1
        self.arg2 = arg2

class Child1(Base):
    def foo(self):
        return self.arg1 + self.arg2


class Child2(Base):

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)

        if self.arg1 == 0:
            raise ValueError("arg1 cannot be zero")

    def foo(self):
        return self.arg2 / self.arg1

Child1没有自己的构造函数，因此Base's __init__是继承的，并且help(Child1)会给出：

Help on class Child1 in module test:

class Child1(Base)
 |  Child1(arg1, arg2)
 |  
 ...

Child2需要有一个定制__init__。然而，因为它只是将所有参数传递给Base，其参数定义为(*args, **kwargs)以便将所有东西短路Base。但这给出了以下签名：

Help on class Child2 in module test:

class Child2(Base)
 |  Child2(*args, **kwargs)
 |  
 ...

其信息量要少得多。有没有办法说“我想要我的__init__具有相同的签名Base.__init__"?

这个答案描述了我如何找到一个合理的解决方案，所以请耐心等待，或者直接滚动到最后的 TL;DR'd 装饰器。

让我们首先看看什么help https://docs.python.org/3/library/functions.html#help是并且确实是。help通过以下方式添加到内置命名空间site https://docs.python.org/3/library/site.html。我的 Ubuntu 机器上的默认实现将所有内容重定向到pydoc.help https://docs.python.org/3/library/pydoc.html。这又使用inspect https://docs.python.org/3/library/inspect.html获取签名和描述。您只对函数感兴趣，更具体地说__init__。另外，您只关心签名，而不关心文档的其余部分。这应该会让事情变得更简单。

我们可以放心地假设您在中看到的签名help/pydoc是由生成的inspect.signature https://docs.python.org/3/library/inspect.html#inspect.signature。看着源代码 https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.2/Lib/inspect.py#L3091Python 3.8.2 的该函数，并跟踪inspect.Signature.from_callable https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.2/Lib/inspect.py#L2840 -> inspect._signature_from_callable https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.2/Lib/inspect.py#L2206 -> 2246号线 https://github.com/python/cpython/blob/v3.8.2/Lib/inspect.py#L2246，我们看到了一个可能的解决方案。

它的要点是，如果一个函数对象有一个__signature__属性，并且该属性是一个实例inspect.Signature https://docs.python.org/3/library/inspect.html#inspect.Signature，它将用作函数的签名，而无需从正常检查中重新计算__code__ https://docs.python.org/3/library/inspect.html#types-and-members and __annotation__对象。

我们赞成的另一点是函数是具有__dict__ https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#object.__dict__可以为其分配任意键的属性。分配__signature__添加到您的函数不会影响其执行，因为它仅用于检查。实际的运行时签名是在__code__对象通过属性如co_argcount, co_kwonlyargcount, co_varnames, etc.

因此你可以这样做：

import inspect

Child2.__init__.__signature__ = inspect.signature(Base.__init__)

结果：

>>> help(Child1)
Help on class Child1 in module __main__:

class Child1(Base)
 |  Child1(arg1, arg2)
 |  
 |  Method resolution order:
 |      Child1
 |      Base
 |      builtins.object
 |  
 |  Methods defined here:
 |  
 |  foo(self)
 |  
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Methods inherited from Base:
 |  
 |  __init__(self, arg1, arg2)
 |      Initialize self.  See help(type(self)) for accurate signature.
 |  
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Data descriptors inherited from Base:
 |  
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |  
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)

>>> help(Child2)
Help on class Child2 in module __main__:

class Child2(Base)
 |  Child2(arg1, arg2)
 |  
 |  Method resolution order:
 |      Child2
 |      Base
 |      builtins.object
 |  
 |  Methods defined here:
 |  
 |  __init__(self, arg1, arg2)
 |      Initialize self.  See help(type(self)) for accurate signature.
 |  
 |  foo(self)
 |  
 |  ----------------------------------------------------------------------
 |  Data descriptors inherited from Base:
 |  
 |  __dict__
 |      dictionary for instance variables (if defined)
 |  
 |  __weakref__
 |      list of weak references to the object (if defined)

除此之外，两个构造函数都继续照常运行。

由于这不会修改代码对象甚至注释，因此更改不太可能影响函数操作。

TL;DR

这是一个装饰器，您可以使用它来复制函数签名，而不会以任何其他方式干扰该函数：

import inspect

def copy_signature(base):
    def decorator(func):
        func.__signature__ = inspect.signature(base)
        return func
    return decorator

你可以重写Child2 as

class Child2:

    @copy_signature(Base.__init__)
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        ...