Python从任意类继承方法

Question

我确信这将是一个重复的问题，但我似乎找不到单词来定位这个问题。

我有一组非常相似的模型，我想对其进行编码。除了单个函数/代码行之外，这些模型都是相同的。我想避免任何代码重复。让我们看看 MWE:

import numpy as np

class SinModel:   
    def __init__(self):
        self.x = np.linspace(-np.pi, np.pi)
    def run(self):
        # Computations which are invariant of the function we use later
        self.y = np.sin(self.x)
        # More computations which are invariant of which funcion was used

我们的第二个模型将涉及相同的一系列计算，但中间会使用不同的函数(这里是余弦而不是正弦):

class CosModel:
    def __init__(self):
        self.x = np.linspace(-np.pi, np.pi)
    def run(self):
        # Computations which are the same as in SinModel
        self.y = np.cos(self.x)
        # More computations which are the same as in SinModel

这里有很多代码重复。有没有更好的方法来实现这些模型？我希望能够创建一个类 Model ，它可以从任意类继承不同的函数。

需要注意的是，根据模型的不同，在模型之间更改的函数可能会从 self 获取不同的参数。

Answer 1

您要查找的词是继承(允许类继承并扩展/专门化父类)和“模板方法”设计模式(这可能是最常见的设计模式 - 每个人都会自己发现的模式)早在阅读设计模式之前)。

扩展您的 MWE:

import numpy as np

class ModelBase(object):
    def __init__(self):
        self.x = np.linspace(-np.pi, np.pi)

    def run(self):
        # Computations which are invariant of the function we use later

        self.y = self.compute_y()

        # More computations which are invariant of which funcion was used


    def compute_y(self):
        raise NotImplementedError("class {} must implement compute_y()".format(type(self).__name__))



class SinModel(ModelBase):   
    def compute_y(self):
        return np.sin(self.x)

class CosModel(ModelBase):
    def compute_y(self):
        return np.cos(self.x)

话虽这么说，在初始化程序之外创建实例属性(__init__ 方法)被认为是不好的做法 - 当初始化程序返回时，对象应该完全初始化(定义了它的所有属性)，因此它如果可能的话，最好将 self.y = self.compute_y() 行移至初始值设定项，或者，如果 self.y 始终仅依赖于 self .x，使其成为计算属性:

class ModelBase(object):
    def __init__(self):
        self.x = np.linspace(-np.pi, np.pi)

    @property
    def y(self):
        return self._compute_y()

    def _compute_y(self):
        raise NotImplementedError("class {} must implement _compute_y()".format(type(self).__name__))


    def run(self):
        # Computations which are invariant of the function we use later

        # no need to explicitely set self.y here, just use `self.y`
        # and it will delegate to self._compute_y() 
        #(you can't set it anymore anyway since we made it a readonly propery) 

        # More computations which are invariant of which funcion was used



class SinModel(ModelBase):   
    def _compute_y(self):
        return np.sin(self.x)

class CosModel(ModelBase):
    def _compute_y(self):
        return np.cos(self.x)

此时，您不一定再需要子类，至少如果这是唯一发生变化的事情 - 您只需将适当的函数作为回调传递给您的模型类即可，即:

class Model(object):
    def __init__(self, compute_y):
        self.x = np.linspace(-np.pi, np.pi)
        self._compute_y = compute_y

    @property
    def y(self):
        return self._compute_y(self)

    def run(self):
       # code here


cos_model = Model(lambda obj: np.cos(obj.x))
cos_model.run()

sin_model = Model(lambda obj: np.sin(obj.x))
sin_model.run()