Python元编程 - 在Python中实现重载
Hawtian WangContents
避免重复的代码，避免复制粘贴一些逻辑的时候，我们使用了函数。那么避免复制粘贴定义一些类似的，或者较为相像的类的时候，我们就需要一个生成类的方法，在Python中，我们使用的方法就是元类（MetaClass）。
0.1 元编程的应用（1）函数重载
在 Python 中，如果我们想要实现一个可以接受多种参数的函数，我们通常的方法都是在函数体里判断参数的个数，和各个的类型。这个办法很麻烦，并且也不容易维护，我也很希望可以像 C++ 一样可以简单的使用同样的名字去重载函数。利用元编程就可以做到。
我想做到像下面这样：
class Fuck:
def shit(self, x: int, y: int):
pass
def shit(self, p: str):
pass
fuck = Fuck()
fuck.shit(1, 2)
fuck.shit("f")首先是一个用来存重复函数的类，负责把一个函数的签名提取出来，存到一个 dict 里，在被运行的时候，按照参数类型找到存好的重载。
import inspect, types
class MultiMethod:
def __init__(self, name):
self._methods = {}
self.__name__ = name
def insert_method(self, key, method):
if key in self._methods:
raise TypeError(
"Can't insert arguments {}, already exists.".format(",".join([str(x) for x in key]))
)
self._methods[key] = method
def register(self, method):
sig = inspect.signature(method)
arguments = []
for name, parm in sig.parameters.items():
if name == "self":
continue
if parm.annotation is inspect.Parameter.empty:
raise TypeError(
"Argument {} must be annotated with a type.".format(name)
)
if not isinstance(parm.annotation, type):
raise TypeError(
"Argument {} annotation must be a type.".format(name)
)
if parm.default is not inspect.Parameter.empty:
self.insert_method(tuple(arguments), method)
arguments.append(parm.annotation)
self.insert_method(tuple(arguments), method)
def __call__(self, *args):
arguments = tuple(type(arg) for arg in args[1:])
method = self._methods.get(arguments, None)
if method:
return method(*args)
else:
raise TypeError("No matching method for types {}".format(arguments))
def __get__(self, instance, cls):
if instance is not None:
return types.MethodType(self, instance)
else:
return selfdict 类的子类，用于 __prepare__ 函数的返回值，在 __setitem__ 方法中进行实际的注册工作。
class MultiDict(dict):
def __setitem__(self, key, value):
if key in self:
current_value = self[key]
if isinstance(current_value, MultiMethod):
current_value.register(value)
else:
mvalue = MultiMethod(key)
mvalue.register(current_value)
mvalue.register(value)
super().__setitem__(key, mvalue)
else:
super().__setitem__(key, value)最后是支持函数重载的元类。
class MultipleMeta(type):
def __new__(cls, name, bases, clsdict):
return type.__new__(cls, name, bases, clsdict)
@classmethod
def __prepare__(cls, name, bases):
return MultiDict()