避免使用元类继承生成的类属性

我正在考虑使用元类自动将子类添加到父类以进行“链接”。然而，从父类继承这些属性会把事情搞砸。有什么好的方法可以避免这种情况吗？

class MetaError(type):
    def __init__(cls, name, bases, attrs):
        for base in bases:
            setattr(base, name, cls)
        super(MetaError, cls).__init__(name, bases, attrs)

class BaseError(Exception, object):

    def __init__(self, message):
        super(BaseError, self).__init__(message)

class HttpError(BaseError):
    __metaclass__ = MetaError

class HttpBadRequest(HttpError):
    pass

class HttpNotFound(HttpError):
    pass

class FileNotFound(HttpNotFound):
    pass

class InvalidJson(HttpBadRequest):
    pass

http = HttpError

#  now I can do
raise http.HttpNotFound('Not found')
raise http.HttpNotFound.FileNotFound('File not found')
raise http.HttpBadRequest.InvalidJson('Invalid json')

#  unfortunately this also works
raise http.HttpBadRequest.HttpBadRequest('Bad request')
raise http.HttpBadRequest.HttpNotFound('Not found')

好吧，事实证明这比一开始看到的要棘手 - 因为基本上你想要具有类继承关系，但不要在类继承上使用正常的属性查找路径 - 否则，例如，HTTPError 作为 BaseError 的子类，将始终具有 BaseError 本身中存在的所有属性 - 因此， 连锁，链条BaseError.HTTPError.HTTPError.HTTPError.HTTPError...永远有效。

幸运的是，Python 可以offer一种将类注册为其他类的子类的机制，无需“物理”继承 - 也就是说，它被报告为子类，但在其基类中没有父类或__mro__- 因此，派生类（采用？）的属性查找不会搜索“寄养”父类中的属性。

该机制是通过“抽象基类 https://docs.python.org/3/library/abc.html” 或“abc”，通过其 ABCMeta 元类和“register”方法。

现在，由于您可能还想声明 使用正常继承语法的类层次结构 - 也就是说， 能够写作class HTTPError(BaseError):来表示新的 类派生自 BaseError - 您获得实际的“物理”继承。

因此，我们可以继承 ABCMeta 类（而不是type） 和写 这__new__排除物理遗传的方法 - 我们使用setattr为了遏制您对代码的意图，而且我们还会触发所需的调用parentclass.register直接在元类上。

（请注意，由于我们现在正在更改基类，因此我们需要调整 在里面__new__元类的方法，而不是__init__:

from abc import ABCMeta

class MetaError(ABCMeta):
    def __new__(metacls, name, bases, attrs):

        new_bases = []
        base_iter = list(reversed(bases))
        seen = []
        register_this = None
        while base_iter:
            base = base_iter.pop(0)
            if base in seen:
                continue
            seen.append(base)
            if isinstance(base, MetaError):
                register_this = base
                base_iter = list(reversed(base.__mro__))  + base_iter
            else:
                new_bases.insert(0, base)
        cls = super(MetaError, metacls).__new__(metacls, name, tuple(new_bases), attrs)
        if register_this:
            setattr(register_this, name, cls)
            register_this.register(cls)
        return cls

快速测试一下：

class BaseError(Exception):
    __metaclass__ = MetaError
class HTTPError(BaseError):
    pass
class HTTPBadRequest(HTTPError):
    pass

在交互模式下，检查它是否按您的预期工作：

In [38]: BaseError.HTTPError
Out[38]: __main__.HTTPError

In [39]: BaseError.HTTPError.HTTPError
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-39-5d5d03751646> in <module>()
----> 1 BaseError.HTTPError.HTTPError

AttributeError: type object 'HTTPError' has no attribute 'HTTPError'

In [40]: HTTPError.__mro__
Out[40]: (__main__.HTTPError, Exception, BaseException, object)

In [41]: issubclass(HTTPError, BaseError)
Out[41]: True

In [42]: issubclass(HTTPBadRequest, BaseError)
Out[42]: True

In [43]: BaseError.HTTPError.HTTPBadRequest
Out[43]: __main__.HTTPBadRequest

In [44]: BaseError.HTTPBadRequest
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-44-b40d65ca66c6> in <module>()
----> 1 BaseError.HTTPBadRequest

AttributeError: type object 'BaseError' has no attribute 'HTTPBadRequest'

然后，最重要的是，测试异常层次结构是否确实以这种方式工作：

In [45]: try:
   ....:     raise HTTPError
   ....: except BaseError:
   ....:     print("it works")
   ....: except HTTPError:
   ....:     print("not so much")
   ....: 
it works

一些注意事项：不需要从两者继承Exception and object明确地——Exception本身已经继承自object。而且，最重要的是：无论您正在从事什么项目，请尽一切可能将其迁移到 Python 3.x，而不是 Python 2。Python 2 的日子已经到了，Python 3 中有很多很多新功能。排除自己使用。 （这个答案中的代码与Python 2/3兼容，但是对于__metaclass__当然是使用声明）。