如何在 Python 中创建有界 int？

Question

我想创建一个从 int 子类化的类，但设置一个下限和上限。

例如，如果下限是2，那么a = MyClass(1) 应该引发异常。

我很苦恼，因为int 似乎没有__init__ 函数，所以我不确定如何从它继承子类，我的尝试给了我错误。

我该怎么做呢？

Answer 1

试试这个。它应该适用于ints 和floats：

def BoundedNumber(number_class):
    def BoundedNumberClassCreator(class_name, lower_bound, upper_bound):
        if upper_bound and lower_bound and upper_bound < lower_bound:
            raise ValueError(f"Upper bound {upper_bound} is lower than the lower bound {lower_bound}")

        def new(cls, number):
            if lower_bound and number < lower_bound:
                raise ValueError(f"{number} is below the lower bound of {lower_bound} for this class")

            if upper_bound and upper_bound < number:
                raise ValueError(f"{number} is above the upper bound of {upper_bound} for this class")

            return number_class(number)

        return type(class_name, (number_class,),
                    {"__new__": new,
                     "__doc__": f"Class that acts like `{number_class.__name__}` but has an inclusive lower bound of {lower_bound} and an inclusive upper bound of {upper_bound}",
                     "lower_bound": lower_bound,
                     "upper_bound": upper_bound})

    return BoundedNumberClassCreator

BoundedInt = BoundedNumber(int)
BoundedFloat = BoundedNumber(float)

if __name__ == "__main__":
    IntBetween50And150 = BoundedInt('IntBetween50And150', 50, 150)
    print(IntBetween50And150(100) == 100)  # True
    try:
        IntBetween50And150(200)
    except ValueError as e:
        print(f"Caught the ValueError: {e}")  # Caught the value error: 200 is above the upper bound of 150 for this class

    print(IntBetween50And150(50.5))  # 50
    print(IntBetween50And150.__doc__) # Class that acts like `int` but has an inclusive lower bound of 50 and an inclusive upper bound of 150

从int 子类化的难点在于它没有__init__ 函数。相反，您必须使用__new__ 函数。

BoundedNumber 类负责处理这个问题，它定义了一个 __new__ 函数，它通过调用 int（或 float）来运行 int（或 float）__new__ 函数，但也这样做之前会自行检查边界。

由于我们要动态创建一个新类，我们将不得不使用type 函数。这将允许我们在运行时创建一个具有我们想要的任何边界的新类。

从技术上讲，要回答您的问题，您只需将 BoundedNumberClassCreator 和 int 放在使用 number_class 的任何地方，但由于它也适用于 floats，所以我想我会封装减少重复代码。

如果您 ZeroToOne = BoundedInt('ZeroToOne', 0, 1) 然后创建 i = ZeroToOne(1.1) 它会抛出错误，即使 int(1.1) 在指定范围内，此解决方案的一个奇怪之处。如果你不喜欢这个功能，你可以在BoundedNumberClassCreator 的new 方法中交换检查的顺序和返回。

Answer 2

这是直接的，没有处理多少错误。

class boundedInt:

    def __init__(self, lower, upper):
        self.x = None
        if (lower <= upper):
            self.lower = lower
            self.upper = upper
        else:
            raise ValueError("Lower Bound must be lesser than Upper Bound".format())  

    def assign(self, x):
        if (x>= self.lower and x<=self.upper):
            self.x = x
            return self.x
        else:
            raise ValueError("Not in bounds")

myInt = boundedInt(15,20) # create object myInt
f = myInt.assign(17) # assigns value to a variable