模仿 Python 的 NoneType

Question

我正在创建几个类以将它们用作状态标志（这更像是一个练习，尽管我将在实际项目中使用它们），就像我们在 Python 中使用 None 一样，即

... some_var is None ...

NoneType 有几个特殊属性，最重要的是它是一个单例，即在任何解释器会话期间不能有多个NoneType 实例，并且它的实例（None 对象）是不可变的。我想出了两种可能的方法来在纯 Python 中实现一些类似的行为，我很想知道从架构的角度来看哪一种看起来更好。

1。根本不要使用实例。

这个想法是有一个元类，它产生不可变的类。禁止类有实例。

class FlagMetaClass(type):
    def __setattr__(self, *args, **kwargs):
        raise TypeError("{} class is immutable".format(self))

    def __delattr__(self, *args, **kwargs):
        self.__setattr__()

    def __repr__(self):
        return self.__name__


class BaseFlag(object):
    __metaclass__ = FlagMetaClass

    def __init__(self):
        raise TypeError("Can't create {} instances".format(type(self)))

    def __repr__(self):
        return str(type(self))


class SomeFlag(BaseFlag):
    pass

我们得到了想要的行为

a = BaseFlag
a is BaseFlag  # -> True
a is SomeFlag  # -> False

显然，任何在这些类上设置属性的尝试都会失败（当然有一些技巧可以克服这个问题，但直接的方法是关闭的）。并且类本身是加载在命名空间中的唯一对象。

2。一个合适的单例类

class FlagMetaClass(type):
    _instances = {}

    def __call__(cls):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super(FlagMetaClass, cls).__call__()
        return cls._instances[cls] # This may be slightly modified to 
                                   # raise an error instead of returning
                                   # the same object, e.g.
    # def __call__(cls):
    #     if cls in cls._instances:
    #         raise TypeError("Can't have more than one {} instance".format(cls))
    #     cls._instances[cls] = super(FlagMetaClass, cls).__call__()
    #     return cls._instances[cls]

    def __setattr__(self, *args, **kwargs):
        raise TypeError("{} class is immutable".format(self))

    def __delattr__(self, *args, **kwargs):
        self.__setattr__()

    def __repr__(self):
        return self.__name__


class BaseFlag(object):
    __metaclass__ = FlagMetaClass
    __slots__ = []

    def __repr__(self):
        return str(type(self))


class SomeFlag(BaseFlag):
    pass

这里的Flag 类是真正的单例。当我们尝试创建另一个实例时，这个特定的实现不会引发错误，而是返回相同的对象（尽管很容易改变这种行为）。类和实例都不能直接修改。重点是在导入时为每个类创建一个实例，就像使用None 一样。

这两种方法都给了我一些不可变的独特对象，可以用于比较，就像None。对我来说，第二个看起来更像NoneType-like，因为None 是一个实例，但我不确定增加思想复杂性是否值得。期待您的来信。

Answer 1

理论上，这是一个有趣的练习。但是当你说“虽然我要在实际项目中使用它们”时，你就失去了我。

如果真正的项目是高度非 Pythonic（使用特征或其他包来模拟静态类型，使用__slots__ 防止人们跌倒在尖锐物体上等）——好吧，我没有给你任何东西，因为我没有用，但其他人有。

如果真正的项目是 Pythonic，那么做最简单的事情。

您的“根本不使用实例”的答案在这里是正确的，但您也不需要做很多类定义。

例如，如果您有一个可以接受 None 作为实际参数的函数，并且您想判断该参数是否已默认，那么只需执行以下操作：

class NoParameterGiven:
    pass

def my_function(my_parameter=NoParameterGiven):
    if my_parameter is NoParameterGiven:
        <do all my default stuff>

那个类太便宜了，甚至没有理由在文件之间共享它。只需在需要的地方创建即可。

您的状态类是另一回事，您可能想要使用@Dunes 提到的enum module 之类的东西——它有一些不错的功能。

OTOH，如果你想保持简单，你可以这样做：

class MyStates:
    class State1: pass
    class State2: pass
    class State3  pass

你不需要实例化任何东西，你可以像这样引用它们：MyStates.State1。