类架构：Python中内外类的循环依赖

debugcn 发表于 Dev

乔纳森·舒尔巴赫

我的设计

口头描述

我有一个类Model，当然有一些方法。除此之外，我有一个类，ModelList其子类表示 .q 子类的实例列表Model。除其他外，ModelList子类的用途是提供批量操作，这不同于仅将操作委托给ModelList. 因此，ModelList子类的目的是“向量化”相应Model类的方法。

我还在ModelList某些地方使用了，我希望允许子类Model或ModelList允许作为传递给函数的参数。

ModelList正在了解（并检查）其任何元素将被接受的类型。为了让子类ModelList知道其对应的Model子类，我将其定义为子类element_type上的类变量ModelList。

每个ModelList子类都与一个子类紧密耦合Model：一个ModelList类属于一个Model类。这就是为什么我将ModelList子类作为其各自Model类的内部类。我的问题来了：因为在每个类的初始化过程中ModelList需要知道Model和Model需要知道ModelList两者，所以我的类之间存在循环依赖关系。

最小示例

我将代码简化为最小示例，以使我的设计更易于理解：

class Model(ABC):
    pass

class ModelList(list):
    @classmethod
    def __init__(self, elements=None):
        elements = list() if not elements else elements

        for value in elements:
            self._check_type(value)

        list.__init__(self, elements)

    def _check_type(self, val):
        if not isinstance(val, self.__class__.element_type):
            raise TypeError(
            f"{self.__class__} accepts only instances of {self.__class__.element_type} as elements. `{val}` is not!")

以下导致错误free variable 'SomeModel' referenced before assignment in enclosing scope：

class SomeModel(Model):
    class List(ModelList):
        element_type = SomeModel  # this causes the Error

我不想解耦

我知道我可以通过解耦这两个类来摆脱循环依赖。但我想无论是Model类知道其对应的ModelList类，也是我想要的ModelList类以了解它的Model类。每个Model班级都应该有一个并且只有一个List附加到它。

猴子补丁合适吗？

我知道我可以通过Model像这样“monkeypatching”我的子类来规避依赖：

class SomeModel(Model):
    pass

class SomeModelList(ModelList):
        element_type = SomeModel

SomeModel.List = SomeModelList

对我来说，感觉这是设计缺陷的标志。我说不出为什么，但感觉“错了”。

问题

猴子补丁在这里合适吗？或者它是否表明我的设计存在更深层次的概念问题？
还有哪些其他解决方案？
如何重新设计以摆脱这种循环依赖（但仍保持类的耦合）？
是否可以element_type在稍后Model定义相应的子类时评估？

阿兰·T。

如果你想让 SomeModelList 表现得像一个泛型，你应该提供元素类作为构造函数的参数并将它分配给 self.element_type 那里。

class ModelList(list):

    def __init__(self, model, elements=None):
        self.element_Type = model 
        elements = list() if not elements else elements

        for value in elements:
            self._check_type(value)

        list.__init__(self, elements)

    def _check_type(self, val):
        if not isinstance(val, self.element_type):
            raise TypeError(
            f"{self.__class__} accepts only instances of {self.element_type} as elements. `{val}` is not!") 


# usage

modelList = ModelList(SomeModel,[instance1,instance2,instance3])

然后，您可以通过向 Model 基类添加一个类方法来概括这一点（假设您在 Model 之前定义了 ModelList）：

class Model:

    ... your other methods ...

    @classmethod
    def List(self,elements=None):
        return ModelList(self.__class__,elements)

# usage

class SomeModel(Model): pass

modelList = SomeModel.List([instance1,instance2,instance3])

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编辑于2021-07-28

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