Python:元类或 `__init_subclass__`:错误子类创建期间的惯用异常？

Question

对于在子类上强制执行某些不变量的元类或 __init_subclass__ 应该引发什么异常，是否有任何好的约定？

对于这个答案，我会接受来自 Python 内置行为、PEP、标准库或完善的第三方库的先例，或者关于为什么应该以某种方式完成的令人信服的推理。

Answer 1

我所知道的 Python 本身的先例是总是引发 TypeError:

• 如果您尝试为不支持它的类型的子类提供插槽，CPython 会引发一个TypeError:

  >>> class MorePowerfulTuple(tuple): pass
  ...     __slots__ = ('power',)
  ...
  Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: nonempty __slots__ not supported for subtype of 'tuple'
  

• 如果您尝试子类化 bool，它会引发一个 TypeError:

  >>> class BetterBool(bool): pass
  ...
  Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: type 'bool' is not an acceptable base type
  

• 至少还有一个 Python 实现 MicroPython 采用了这一约定，并将其用于其他不允许子类化的类:

  >>> class StrongerFasterMethodType(types.MethodType):
  ...     pass
  ...
  Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: type 'bound_method' is not an acceptable base type
  

这里最重要的先例设定者是第一个。后两个可以说是特定于类型的子类化错误，因为它们是由于尝试使用错误的 type 作为子类化操作的输入而导致的特定错误(因此，如果您只有这些示例，那仍然是一致的如果由于某些其他原因导致子类化错误，则使用其他异常类型更合适)。但是第一个是引发 TypeError，即使问题不一定是特定于类型的:您可以将 __slots__ = ('power',) 替换为 __slots__ = () 并且它会起作用。因此，我们在语言本身的引用实现中至少有一个子类错误被报告为 TypeError，即使在许多其他情况下，使用空可迭代而不是可迭代一个或多个元素更适合作为 ValueError。

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the built-in exception hierarchy里面好像没有什么类专为此目的而设计。

此外，该文档排除了尝试使用多重继承来解决此类子类错误(在某些情况下这可能很诱人 - 例如，元类或 的实现者__init_subclass__ 可能会想象一个工厂函数根据某些参数在程序执行过程中动态生成子类，并认为引发更精确的错误如 ValueError 会有所帮助 - 所以开发人员可能会认为将子类 TypeError 和 ValueError 以及他们自己的子类错误和 ValueError 相乘是个好主意，而不是仅仅引发一个普通的TypeError 就像上面的内置类 precent 所做的那样)，因为该文档明确建议不要从多个异常类型进行子类化，因为内部实现细节可以自由地以一种可能无法实现的方式实现不同的异常将它们都用作基类:

Some have custom memory layouts which makes it impossible to create a subclass that inherits from multiple exception types. The memory layout of a type is an implementation detail and might change between Python versions, leading to new conflicts in the future. Therefore, it’s recommended to avoid subclassing multiple exception types altogether.

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我不知道有任何 PEP、标准库或第三方库建立了特定的实践。

(但是，肯定有一些库，例如 namedtuple、dataclasses、attrs，甚至可能还有像 SQLAlchemy 和 Pydantic 这样的库，它们基于用户参数以编程方式生成类，这对于他们自己的示例可能值得一看。)