使用Python實現issubclass的方法

小編給大家分享一下使用Python實現issubclass的方法，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

使用Python內置的issubclass方法很方便的檢測一個類是否是另一個類的子類。

這個是issubclass的文檔：

issubclass(class, classinfo)

Return true if class is a subclass (direct, indirect or virtual) of classinfo. A class is considered a subclass of itself. classinfo may be a tuple of class objects, in which case every entry in classinfo will be checked. In any other case, a TypeError exception is raised.

一個類的子類可以是直接的、間接的、或者是虛擬的。

issubclass的第二個參數classinfo可以是一個類對象或者包含類對象的tuple（只要其中一個檢測成功即返回True）。

一些使用示例：

>>> class A(object):
...   pass
...
>>> class B(A):
...   pass
...
>>> class C(B, A):
...   pass
...
>>> class D(C):
...   pass
...
>>> issubclass(D, D), issubclass(D, C), issubclass(D, B), issubclass(D, A), issubclass(D, object)
(True, True, True, True, True)
>>> D.__bases__
(<class '__main__.C'>,)
>>> D.__mro__
(<class '__main__.D'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)

D是D的子類，D定義時的基類是C,所以D是C的子類，而且D是B，A，object的間接子類。

__mro__是類屬性， 在類定義完畢Python解析器便通過一種C3算法將所有的父類以method resolution order的順序保存到一個元組里， 成為類的屬性。

所以issubclass可以這樣簡單的實現：

def issubclass(cls, classinfo):
  if classinfo in cls.__mro__:
    return True
  return False

Python的issubclass是內置函數(一般是C實現)，實際上要復雜很多，要檢測參數類型，如第一個參數必須是type類型，第二個參數是type類型或者tuple類型。還要考慮該類是否是虛擬的子類，以及子類的子類。

例如：

>>> from collections import abc
>>> class E:
...   def __len__(self):
...     return 1
...
>>> issubclass(E, abc.Sized)
True
>>> E.__mro__
(<class '__main__.E'>, <class 'object'>)
>>> class F:
...   pass
...
>>> issubclass(F, abc.Sized)
False
>>> abc.Sized.register(F)
<class '__main__.F'>
>>> issubclass(F, abc.Sized)
True

Python是動態類型語言，長久以來使用Duck type(鴨子類型)形式編程，不管對象是什么類型，只要實現了所需要的方法。

現在有了ABCs, 可以用于判斷某個類或者某個對象是不是ABCs的子類或者實例，但這個類并不需要顯示的繼承于ABCs， 因為python內置的ABCs有一種注冊機制可將一個類注冊為它的子類。如上例子的register方法。

還有一種機制是可以定制一個__subclasshook__方法，將某種類型的類認定為子類。

如abc.Sized的__subclasshook__是這樣子的：

@classmethod
def __subclasshook__(cls, C):
  if cls is Sized:
    if any("__len__" in B.__dict__ for B in C.__mro__):
      return True
  return NotImplemented

所以有__len__方法的E類是abc.Sized的子類， 這個__subclasshook__方法是通過__subclasscheck__方法調用的，這個__subclasscheck__是每一個ABC類都有的方法，在ABCMeta類（其他ABC類都繼承于它）實現。

現在的issubclass函數的實現，會先判斷classinfo是否有__subclasscheck__方法，如果有此方法，則判斷子類的邏輯由該方法返回，即覆蓋issubclass的實現（CPython）。

__subclasscheck__會分幾個步驟進行判斷：

1. 調用__subclasshook__方法，如果有方法定義

2. 檢查自己是否在待檢測類的__mro__列表里

3. 遞歸檢查待檢測類是否是在注冊子類（內置_abc_registry列表屬性)

4. 遞歸檢查待檢測類是否是自己子類的子類

具體源碼在： https://github.com/python/cpython/blob/3.6/Lib/abc.py#L194-L231

相關的CPython實現在： https://github.com/python/cpython/blob/0ccc0f6c7495be9043300e22d8f38e6d65e8884f/Objects/abstract.c#L2223

而基本上isinstance(object, classinfo)方法的實現只需要調用issubclass(type(object), classinfo)

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