在 python 容器中约束类型和属性

Question

我想构建一个容器来存储对象，并且我想限制容器只存储相同类型的对象（类型未先验定义）和不同的属性（例如，name 在下面的示例中，所以它可能是一个索引）。

以下是假设容器派生自list 对象的预期行为示例。

obj1 = Foo(name='Jon')
obj2 = Foo(name='Doe')
obj3 = Foo(name='Jon')
obj4 = Bar(name='Bob')

>>> MyContainer()
[]
>>> MyContainer([obj1, obj2])
[Foo(name='Jon'), Foo(name='Doe')]
>>> MyContainer([obj1, obj4])
TypeError: mixed types
>>> MyContainer([obj1, obj3])
ValueError: Same 'name' attribute

无论使用哪种方法填充容器，我都希望这种行为保持不变：__init__、__add__、__iadd__、append、...

但是，如果可能的话，我希望一个空容器可以容纳任何类型，只要它都是一样的。

我想知道实施它的正确方法应该是什么，我正在寻找建议。到目前为止，我考虑过从list 派生它并重写方法，但我对此感到不舒服。我应该装饰它吗？我应该从头开始构建一个容器吗？是否已经有适合我目的的现有容器（一种 dict 或 pandas.Dataframe）？

Answer 1

您可以从list 派生您的类来实现这一点，然后检查可以进入您的实例的所有点，无论进入的是Foo：

class Foo: pass

class FooList(list):
  def __init__(self, elements):
    assert all(isinstance(element, Foo) for element in elements)
    super().__init__(elements)

  def append(self, element):
    assert isinstance(element, Foo)
    super().append(element)

  def __add__(self, other):
    return FooList(super().__add__(other))  # will do the checks implicitly

这只会在创建时检查。您现在可以继续并覆盖所有其他点（__iadd__()、__setitem__()、...）并在那里引入检查。

我当前的实现只检查元素的类型。当然，您可以检查更多内容，例如检查您提到的相同名称。

不过，对于类型，我不确定这是一个好方法。不如使用 Python 的静态类型来代替？这不会在运行时引入太多开销。