`python`：将返回类实例的类方法放入单独的文件中

Question

我有一个大类定义，为了清楚起见，我想在一个单独的文件中分离出算术 dunder 方法。但是，这些方法需要能够返回类的新实例，这会导致循环导入、名称错误或难看的不可维护性。

我想这样做的动机是在最后。

这是一个最小的工作示例。将所有内容放在一个文件中...

#classa.py
class A:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
    def __add__(self, other):
        return A(self.val + other.val)

...它有效：

from .classa import A
a1 = A(30)
a2 = A(21)
(a1 + a2).val # 51

现在，尝试将__add__ 方法放入一个单独的文件中。

什么不起作用：

尝试 1

#classa.py

from .classa_add import Aarithmatic

class A(Aarithmatic):
    def __init__(self, val):
        self.val = val


#classa_add.py

from .classa import A

class Aarithmatic:
    def __add__(self, other):
        return A(self.val + other.val)

由于循环导入，我们得到一个错误是可以理解的：

from .classa import A  # <-- ImportError
a1 = A(30)
a2 = A(21)
(a1 + a2).val

尝试 2

以防万一人们将我指向this 答案:)

#classa.py

from .classa_add import Aarithmatic

class A(Aarithmatic):
    def __init__(self, val):
        self.val = val


#classa_add.py

from __future__ import annotations
from typing import TYPE_CHECKING

if TYPE_CHECKING: 
    from .classa import A

class Aarithmatic:
    def __add__(self, other):
        return A(self.val + other.val)

我们在尝试添加实例时遇到名称错误，因为 A 未知。这是有道理的，这里使用的“解决方案”仅适用于 A 仅用于注释时：

from .classa import A
a1 = A(30)
a2 = A(21)
(a1 + a2).val # <-- NameError: name 'A' is not defined # (in __add__)

尝试 3

我可以这样做......

#classa.py

class A:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

#classa_add.py

from .classa import A

def _a_add(self, other):
    return A(self.val + other.val)

A.__add__ = _a_add

# Or as oneliner: 
A.__add__ = lambda self, other: A(self.val + other.val)

但这首先是相当丑陋和不可读，其次我必须导入classa_add只是为了添加添加功能，这很混乱：

from .classa import A
import .classa_add  # <- unclear to reader, why this needs to be here
a1 = A(30)
a2 = A(21)
(a1+a2).val # 51

如果这是一个包，我可以添加一个 __init__.py 文件来执行此操作，但它仍然很难看，而且我确信有更好的解决方案。

有谁知道，更好的解决方案是什么？

非常感谢！

顺便说一句，我正在使用 python 3.8。

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编辑

推理。为什么我什至想这样做？

我有两个相似的类（A 和B），每个类都有很多方法。沿着pandas DataFrame 和Series 类的思路思考，只是稍微小一点，而且不太相似，以至于可以让它们从一个共同的父类继承。目前，每个类都有一个定义它的文件（classa.py 和classb.py）。

现在，这些文件首先太长，其次，实例上的算术非常相似。

这让我想创建一个单独的文件来定义a1 + a2、b1 + b2、a1 * a2、b1 * b2 以及a + b 和a * b 的含义。

我希望这可以更清楚地说明我为什么要这样做，并且我希望您同意以这种方式拆分类定义更易于维护。

Answer 1

您的Aarithmatic 类可以在调用其方法时通过self 参数获得对A 的引用。它根本不需要导入A。如果在A 实例上调用__add__，那么self.__class__（或type(self)）应该给我们A。

所以你可以使用：

def __add__(self, other):
    return self.__class__(self.val + other.val)

但我也想挑战这个问题的前提，将这些类分开是个好主意（尤其是将它们放在单独的文件中）。如果您发现您正在编写非常紧密集成的代码，那么这些代码都应该放在一起。继承和模块是非常好的工具，但如果您发现它们妨碍了您的工作，则可能表明它们不是解决您当前问题的正确工具。