随机化整数行为

Question

看到this question后，我开始怀疑：是否可以编写一个行为类似于随机整数的类？

我设法用dir() 找到了一些可覆盖的方法：

class RandomInt(int):
    def __add__(self, other):
        return randint(1, 100) + other

    def __mul__(self, other):
        return randint(1, 100) * other

    def __div__(self, other):
        return randint(1, 100) / other

    def __sub__(self, other):
        return randint(1, 100) - other

    def __repr__(self):
        return str(randint(1, 100))

但我觉得有一种更优雅的方法可以将randint(1, 100) 注入到每个接受self 参数的方法中。

有没有办法做到这一点，而无需从头开始重写整个 int 类？

类似：

>>> x = RandomInt()
>>> x + 1
2
>>> x + 1
74
>>> x * 4
152

Answer 1

一个想法是有一个__call__ 方法，它返回一个随机数。

class RandomInt(int):
    def __call__(self):
        return random.randint(1, 100)
    def __add__(self, other):
        return self() + other

    def __mul__(self, other):
        return self() * other

    def __div__(self, other):
        return self() / other

    def __sub__(self, other):
        return self() - other

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

示例运行

>>> x = RandomInt()
>>> x * 3
81
>>> x + 3
56
>>> x - 4
68
>>> x / 4
2

Answer 2

您可以在运行时附加方法：

def add_methods(*names):
    def the_decorator(cls):
        for name in names:
            def the_function(self, other):
                 return cls(random.randint(0, 100))
            setattr(cls, name, the_function)
        return cls
    return the_decorator


@add_methods('__add__', '__mul__', '__sub__')
class RandomInt(int):
    pass

这允许您选择应该随机执行的方法。

请注意，您可能很想使用 __getattr__ 或 __getattribute__ 之类的东西来自定义访问属性的方式并避免在类中显式设置方法，但这不适用于特殊方法，因为它们会查找does not pass through the attribute-access methods.

Answer 3

import inspect
from random import randint

class SelfInjecter(type):
    def __new__(self, *args, **kw):
        cls = type(*args, **kw)
        factory = cls.__factory__

        def inject(attr):
            def wrapper(self, *args, **kw):
                return attr(factory(self), *args, **kw)
            return wrapper

        for name in dir(cls):
            attr = getattr(cls, name)

            if inspect.ismethoddescriptor(attr):
                setattr(cls, name, inject(attr))

        return cls

class RandomInt(int):
    __metaclass__ = SelfInjecter
    __factory__ = lambda self: randint(1, 100)

x = RandomInt()
print x + 3, x - 3, x * 3, repr(x)

上面的代码有一些问题。

正如Schoolboy 所建议的，以下内容无法正常工作：

>>> print x * x
0

如果可能，我们需要将所有参数转换为我们的新类型RandomInt：

def factory(x):
    if isinstance(x, cls):
        return cls.__factory__(x)
    return x

def inject(attr):
    def wrapper(*args, **kw):
        args = [factory(x) for x in args]
        kw = {k: factory(v) for k, v in kw}
        return attr(*args, **kw)

    return wrapper

序列乘法和索引也不能按预期工作：

>>> [1] * x, x * '123', '123'[x]
([], '', '1')

这是因为 Python 不将 __index__ 用于 int 继承的类型：

class Int(int):
    def __index__(self):
        return 2

>>> x = Int(1)
>>> '012'[x], '012'[x.__index__()]
('1', '2')

以下是 Python 2.7.4 实现的代码：

/* Return a Python Int or Long from the object item
   Raise TypeError if the result is not an int-or-long
   or if the object cannot be interpreted as an index.
*/
PyObject *
PyNumber_Index(PyObject *item)
{
    PyObject *result = NULL;
    if (item == NULL)
        return null_error();
    if (PyInt_Check(item) || PyLong_Check(item)) {
        Py_INCREF(item);
        return item;
    }
    if (PyIndex_Check(item)) {
        result = item->ob_type->tp_as_number->nb_index(item);
        if (result &&
            !PyInt_Check(result) && !PyLong_Check(result)) {
            PyErr_Format(PyExc_TypeError,
                         "__index__ returned non-(int,long) " \
                         "(type %.200s)",
                         result->ob_type->tp_name);
            Py_DECREF(result);
            return NULL;
        }
    }

如您所见，它首先检查int 和long，然后才尝试调用__index__。

解决方案是从object 继承并从int 克隆/包装属性，或者实际上我更喜欢Schoolboys's answer，我想它也可以用类似的方式更正。

Answer 4

这是一个不同的答案，因为它与我发布的另一个答案非常不同。 （我觉得这应该分开）

代码：

class RandomInt:
    def __getattr__(self, name):
        attr = getattr(int, name, '')
        if attr != '':
            def wrapper(*args, **kw):
                return attr(random.randint(1, 100), *args, **kw)
            return wrapper
        else:
            raise AttributeError(
                    "'{0}' object has no attribute '{1}'".format('RandomInt',name))

运行示例：

>>> x = RandomInt()
>>> x
88
>>> 1 + x # __radd__
67
>>> x*100 # __mul__
1900
>>> x+5 # __add__
50
>>> x-1000 # __sub__
-945
>>> x//5 # __floordiv__
8
>>> float(x) # __float__
63.0
>>> str(x) # __str__
'75'
>>> complex(x) # __complex__
(24+0j)
>>> sum([x]*10)
573

还有改进的余地：

>>> x + x

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#1456>", line 1, in <module>
    x + x
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'instance' and 'instance'

x*x、x/x 等类似

---

这次又是一个版本，类似@gatto's的回答：

import random, inspect

class RandomInt:
    def __init__(self):
        def inject(attr):
            def wrapper(*args, **kw):
                args = list(args)
                for i,x in enumerate(args):
                    if isinstance(x, RandomInt):
                        args[i] = x+0
                return attr(random.randint(1,100), *args, **kw)
            return wrapper

        for name in dir(int):
            attr = getattr(int, name)
            if inspect.ismethoddescriptor(attr):
                setattr(self, name, inject(attr))

而且这个支持：

>>> x + x
49
>>> x // x
2
>>> x * x
4958
>>> x - x
77
>>> x ** x
467056167777397914441056671494001L
>>> float(x) / float(x)
0.28

---

另一个版本，它使用类属性来克服新式/旧式问题（感谢@gatto）：

import random, inspect

class RandomInt(object):
    pass

def inject(attr):
    def wrapper(*args, **kw):
        args = list(args)
        for i,x in enumerate(args):
            if isinstance(x, RandomInt):
                args[i] = random.randint(1,100)
        return attr(*args, **kw)
    return wrapper

for name in dir(int):
    attr = getattr(int, name)
    if inspect.ismethoddescriptor(attr):
        setattr(RandomInt, name, inject(attr))

输出：

>>> x
86
>>> x
22
>>> x * x
5280
>>> [1] * x
[1, 1, 1, 1, 1, 1]
>>> x * '0123'
'0123012301230123'
>>> s[x] # s = '0123456789' * 10
'5'