python - 如何创建一个 Python 类，该类是另一个类的子类，但未通过 issubclass 和/或 isinstance 测试？

Question

我知道这可能是个糟糕的设计，但我遇到过这样一种情况，我需要即时创建类 Base 的子类 Derived ，并使 Derived 的实例无法通过 issubclass(Derived, Base) 或 isinstance(derived_obj, Base) 检查(即返回 False )。

我尝试了很多方法，但都没有成功:

• 在 Derived ( https://stackoverflow.com/a/42958013/4909228 ) 中创建名为 __class__ 的属性。这只能用于使检查返回 True。
• 覆盖 Base 的 __instancecheck__ 和 __subclasscheck__ 方法。这是行不通的，因为 CPython 仅在常规检查返回 False 时调用这些方法。
• 在 __init__ 期间分配 __class__ 属性。这在 Python 3.6+ 中不再被允许。
• 制作Derived 子类object 并将其所有属性和方法(包括特殊方法)分配给Base。这不起作用，因为某些方法(例如 __init__)不能在不是 Base 的子类的实例上调用。

这可以用 Python 完成吗？该方法可以是特定于解释器的(代码仅在 CPython 中运行)，并且只需要针对 Python 版本 3.6+。

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为了说明此要求的潜在用途，请考虑以下功能:

def map_structure(fn, obj):
    if isinstance(obj, list):
        return [map_structure(fn, x) for x in obj]
    if isinstance(obj, dict):
        return {k: map_structure(fn, v) for k, v in obj.items()}
    # check whether `obj` is some other collection type
    ...
    # `obj` must be a singleton object, apply `fn` on it
    return fn(obj)

此方法将 map 概括为适用于任意嵌套结构。但是，有些情况下我们不想遍历某个嵌套结构，例如:

# `struct` is user-provided structure, we create a list for each element
struct_list = map_structure(lambda x: [x], struct)
# somehow add stuff into the lists
...
# now we want to know how many elements are in each list, so we want to
# prevent `map_structure` from traversing the inner-most lists
struct_len = map_structure(len, struct_list)

如果上述功能可以实现，那么上面可以改成:

pseudo_list = create_fake_subclass(list)
struct_list = map_structure(lambda x: pseudo_list([x]), struct)
# ... and the rest of code should work

Answer 1

Overriding the __instancecheck__ and __subclasscheck__ methods of Base. This doesn't work because CPython only calls these methods when conventional checks return False.

这种说法是一种误解。这些 Hook 将在 元类 上定义，而不是在基类 ( docs ) 上定义。

>>> class Meta(type): 
...     def __instancecheck__(self, instance): 
...         print("instancecheck", self, instance) 
...         return False 
...     def __subclasscheck__(self, subclass): 
...         print("subclasscheck", self, subclass) 
...         return False 
...
>>> class Base(metaclass=Meta):
...     pass
...
>>> class Derived(Base):
...     pass
...
>>> obj = Derived()
>>> isinstance(obj, Base)
instancecheck <class '__main__.Base'> <__main__.Derived object at 0xcafef00d>
False
>>> issubclass(Derived, Base)
subclasscheck <class '__main__.Base'> <class '__main__.Derived'>
False

注意 CPython 性能优化，它可以防止在某些特殊情况下调用自定义实例检查 Hook (有关详细信息，请参阅 here)。特别是，由于 CPython fast path，您可能不会对 isinstance(obj, Derived) 的返回值进行强武装。当有完全匹配时。

最后一点，我同意评论者的意见，即这听起来不是一个很有前途的设计。在这种情况下，您似乎应该考虑使用组合而不是继承。