带有元类的 Python 工厂模式实现

Question

我在尝试实现易于使用的抽象工厂时遇到问题。

目标

为了能够以这种方式定义具体工厂:

class MyConcreteFactory( ... ):
    @classmethod
    def __load(cls, key):
        obj = ... # Loading instructions here
        return obj

能够以这种方式使用混凝土工厂

obj = MyConcreteFactory[key]

我的尝试

我尝试为覆盖括号运算符并封装工厂模式的工厂定义元类:

class __FactoryMeta(type):

    __ressources = {}

    @classmethod
    def __getitem__(cls, key):
        if key not in cls.__ressources:
            cls.__ressources[key] = cls.__load(key)
        return cls.__ressources[key]

    @classmethod
    def __load(cls, key):
        raise NotImplementedError


class ConcreteFactory(metaclass=__FactoryMeta):

    @classmethod
    def __load(cls, key):
        return "toto"


a = ConcreteFactory["mykey"]
print(a)

问题

这失败了，因为调用的 __load 方法是元类中的方法而不是具体类中的方法。结果是:

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\walter\workspace\Game\src\core\factories.py", line 34, in <module>
    a = ConcreteFactory["mykey"]
  File "C:\Users\walter\workspace\Game\src\core\factories.py", line 19, in __getitem__
    cls.__ressources[key] = cls.__load(key)
  File "C:\Users\walter\workspace\Game\src\core\factories.py", line 24, in __load
    raise NotImplementedError
NotImplementedError

我试图从元类中删除 __load 方法，但后来我得到了这个(可预测的)错误:

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\walter\workspace\Game\src\core\factories.py", line 30, in <module>
    a = ConcreteFactory["mykey"]
  File "C:\Users\walter\workspace\Game\src\core\factories.py", line 19, in __getitem__
    cls.__ressources[key] = cls.__load(key)
AttributeError: type object '__FactoryMeta' has no attribute '_FactoryMeta__load'

问题

有没有办法从元类访问类方法？我错了吗，应该以其他方式做到这一点？那怎么走呢？

解决方案

class __FactoryMeta(type):

    ressources = {}

    def __getitem__(cls, key):
        if key not in cls.ressources:
            cls.ressources[key] = cls.load(key)
        return cls.ressources[key]

    def load(cls, key):
        raise NotImplementedError


class ConcreteFactory(metaclass=__FactoryMeta):

    @classmethod
    def load(cls, key):
        return "toto"


a = ConcreteFactory["mykey"]
print(a)

Answer 1

你不应该在元类中使用@classmethod。元类的实例是类本身，因此:

def __getitem__(cls, key):

实际上是类并且:

@classmethod
def __getitem__(metacls, key):

获取元类作为第一个参数。

无论哪种情况，我相信元类都会使这个问题变得更加复杂。我相信更可行的方法是创建一个基工厂类，相应地对其进行子类化，并将子类的实例用作工厂。