类的特殊值

Question

现在我正在创建一个代表闭区间的类。它的核心功能是提供一个intersect 方法。

class Interval:
    def __init__(self, a, b):
        # check a <= b otherwise swap
        self.a = a
        self.b = b
    def intersect(self, other):
        a = self.a if self.a > other.a else other.a
        b = self.b if self.b < other.b else other.b
        if b < a:
            # return some value representing an empty interval, providing the intersect method
        return Intervall(a,b)

应该可以表示特殊值，例如所有点 [-oo,oo] 或空集 {}。它仍然服务于intersect 方法。我目前的方法是创建一个新类，但这似乎有点乏味。

class EmptyInterval:
    def intersect(self, other):
        return self

假设那些特殊值的 intersect 方法优先，我会在 Intervall 类的方法之前添加：

class Intervall:
    ...
    def intersect(self,other):
        if not isinstance(self, other):
            other.intersect(self)
        ...

澄清一下 - 以下内容应该是合法的：

a = Intervall(1,2)
b = Intervall(3,4)

c = a.intersect(b)  # resulting in an empty interval

c.intersect(a)      # resulting again in an empty interval

是否有一些优雅/更蟒蛇/不那么令人作呕的丑陋方式来实现这种行为？

首先我想到了继承，但这似乎很不合适，因为这些特殊值应该具有优先级；即我不知道如何通过继承来实现它。

Answer 1

在你的类中定义几个特殊函数Interval：

@staticmethod
def everything():
    return Interval(-math.inf, math.inf)

@staticmethod
def nothing():
    return Interval(math.nan, math.nan)

您可能会发现这样写nothing() 更自然：

    return Interval(0, 0)

或者这个：

    return Interval(math.inf, math.inf)

这取决于您的其他代码，以及您认为表示空区间的最自然方式。请注意，与 NAN 进行任何较小或较大的比较都会返回 false，因此这可能会对您决定表示空区间的方式产生一些影响（例如，nothing().intersect(nothing()) 应该是 true 还是 false？）。

Answer 2

也许这可能是另一种解决方案：

我可以传递一个元组 (a,b)，而不是单独传递 a,b。此外，我可以将几个单例声明为类变量。在实例化期间，我会传递该单例，并且只需要检查该值是否是单例之一并采取相应的行动。

class Interval:
    EMPTY = object()
    EVERYTHING = object()
    def __init__(self, bounds):
        self.bound = bounds

    def intersect(self, other):
        if self.bounds == self.EMPTY or other.bounds == self.EMPTY:
            return Interval(self.EMPTY)

        ...
 
        if b < a:
            return Interval(self.EMPTY)

        return Interval((a,b))

我想这可能比约翰的答案更不容易出错，因为 math.inf 和/或 math.nan 强加的一般行为。此外，它还允许严格禁止传递这些值，因为 Interval(math.nan, 1) 将是无意义的。

但在更复杂的环境中实施可能会更加努力。