如何在 Python 中保护函数免受基类的影响？

Question

我目前learningpython中的模板方法模式。

我想知道是否有任何方法可以保护基类中的某些函数以使子类无法覆盖？如下，子类中的_primitive_operation_3 覆盖了基类中的相同函数。

import abc

class AbstractClass(metaclass=abc.ABCMeta):
    """
    Define abstract primitive operations that concrete subclasses define
    to implement steps of an algorithm.
    Implement a template method defining the skeleton of an algorithm.
    The template method calls primitive operations as well as operations
    defined in AbstractClass or those of other objects.
    """
    def template_method(self):
        self._primitive_operation_1()
        self._primitive_operation_2()
        self._primitive_operation_3()

    # Functions must be specified by subclass (i.e., subclass variant)
    @abc.abstractmethod
    def _primitive_operation_1(self):
        pass

    # Functions must be specified by subclass (i.e., subclass variant)
    @abc.abstractmethod
    def _primitive_operation_2(self):
        pass

    # Functions inherited and not modified by subclass (i.e., subclass invariant)
    def _primitive_operation_3(self):
        print ('Execute operation #3 from main class')

class ConcreteClass(AbstractClass):
    """
    Implement the primitive operations to carry out
    subclass-specificsteps of the algorithm.
    """
    def _primitive_operation_1(self):
        pass

    def _primitive_operation_2(self):
        pass

    # You can still overwrite it if you want
    def _primitive_operation_3(self):
        print ('Execute operation #3 from subclass')

def main():
    concrete_class = ConcreteClass()
    concrete_class.template_method()

if __name__ == "__main__":
    main()

如果无法防止基类中的方法被覆盖，我该如何放置一些东西来发出自动警报/警告，指示基类中的特定方法已被覆盖？

Answer 1

您不能阻止子类使用相同的名称，不。但是，您可以保护名称免受意外阴影的影响，方法是为名称添加双下划线前缀：

def __primitive_operation_3(self):
    print('Execute operation #3 from main class')

Python 编译器将替换类的方法中对该名称的所有 引用，以添加类名作为前缀。这里是AbstractClass，所以实际名称变成了_AbstractClass__primitive_operation_3，但是你因为编译器重写了所有引用，所以你透明地在代码中继续使用__primitive_operation_3。

子类上的任何 __primitive_operation_3 名称都将使用不同的前缀重命名，这仅仅是因为它们是在具有不同名称的类上定义的。

此功能明确针对希望允许子类在其定义中使用广泛名称的基类。

参见词法分析参考文档中的Reserved classes of identifiers section：

__*

类私有名称。此类别中的名称在类定义的上下文中使用时，会被重写以使用重整形式，以帮助避免基类和派生类的“私有”属性之间的名称冲突。

以及表达式文档的Identifiers section：

私有名称修改：当以文本形式出现在类定义中的标识符以两个或多个下划线字符开头并且不以两个或多个下划线结尾时，它被视为该类的私有名称.在为私有名称生成代码之前，私有名称会转换为更长的形式。转换插入类名，删除前导下划线并在名称前面插入一个下划线。例如，出现在名为Ham 的类中的标识符__spam 将转换为_Ham__spam。这种转换与使用标识符的语法上下文无关。如果转换后的名称非常长（超过 255 个字符），则可能会发生实现定义的截断。如果类名仅包含下划线，则不进行任何转换。

子类仍然可以覆盖名称，但必须明确包含相同的前缀。

请注意，您不能使用此机制来避免特殊方法（带有前导和尾随__ 双下划线，例如__init__ 或__len__）在子类中被覆盖。如果您的基类的子类在不注意调用基实现的情况下无法覆盖特定方法，则清晰的项目文档至关重要。充其量您可以通过检查缺少的副作用来检测子类是否覆盖了方法（这就是标准库的protected Thread.__init__ overriding，或者您可以在调用方法之前检查self.methodname.__func__ is ClassObject.methodname 是否仍然为真。