[译] 不用 Class，如何写一个类

• 原文地址：Classes Without Classes
• 原文做者：Fuyukai
• 译文出自：掘金翻译计划
• 本文永久连接：github.com/xitu/gold-m…
• 译者：EmilyQiRabbit
• 校对者：allenlongbaobao，sunhaokk

不用 Class，如何写一个类

前言

Python 的对象模型使人难以置信的强大；实际上，你能够重写全部（对象），或者向任何人分发奇怪的对象，并让他们像对待正常的对象的那样接受它。

Python 的面向对象是 smalltalk 面向对象的一个后裔。在 Python 中，一切都是对象，甚至对象集和对象类型都是如此；特别的，函数也是对象。这让我很好奇：不使用类建立一个类是否可能？

代码

这个想法的关键性代码以下所示。这是一个很基础的实现，但它支持 __call__ 这样的边缘状况（但不支持其余魔术方法，由于他们须要加载依赖）。后文将会解说。

有没有搞错？

这是一些很先进的 Python 轮子，它用一种和对象的设计初衷毫不相同的方法使用了一些对象。咱们将分段解说代码。

第一个 helper

def _suspend_self(namespace, suspended):  
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这是个让人有点惧怕的函数名。暂停？这可很差，但咱们是能够解决问题的。_suspend_self 函数是 functools.partial 的一个简单应用，它的工做原理是：经过从外部函数做用域中捕获 namespace，并把它悬停在内部函数中。

def suspender(*args, **kwargs):
        return suspended(namespace, *args, **kwargs)
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接下来，这个内部的函数调用了和第一个参数 namespace 一块儿传递进来的函数 suspended，实际上这是将方法又包了一层，这样它就能够应用在一个普通的 Python 类上。_suspend_self 余下的部分就只是设置一些属性，这些属性在某些时候可能会被映射（reflection）用到（我可能漏掉一些内容）。

猛兽（beast）

下一个函数是 make_class。从它的签名中咱们能知道什么？

def make_class(locals: dict):  
    """ 在被调用者的本地建立一个类。 参数 locals：创建类的本地。 """
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若是其余方法请求或者直接取得了你的本地变量，可不是什么好事。一般状况下，这是为了在以前的栈中搜索什么东西，或者就是在黑你的本机。咱们当前的实例属于前面一种，搜索本地函数并加入到类中。

# 试着找到一个 `__call__` 来执行 call 函数
    # 它将做为一个函数，这样命名空间和被调用者能够引用彼此
    def call_maker():
        if '__call__' in locals and callable(locals['__call__']):
            return _suspend_self(namespace, locals['__call__'])

        def _not_callable(*args, **kwargs):
            raise TypeError('This is not callable')

        return _not_callable
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这个函数至关简单，它是一个将函数做为返回值的函数！ 它实际上作了以下这些事：

• 在函数类中检查你是否已经定义过 __call__
• 若是有，就像上文介绍过的那样，用 _suspend_self 函数“挂载” namespace 来用 __call__ 生成一个方法。
• 若是没有，就和默认的 __call__ 同样，返回一个会发起错误的桩函数（stub function）。

命名空间 namespace

namespace 是关键的部分，然而我尚未解说。类中的每个（或者绝大部分）方法都会将 self 做为第一个参数，这个 self 就是函数运行的时候类的实例。

一个类的实例实际上就是一个你能够用 . 符号而不是数字索引访问其内容的字典。因此须要一个能够传入咱们指望的函数的对象来模仿这个字典。因而咱们就说，这个实例是一个 namespace，咱们在 namespace 上设置变量等等。后文提到 namespace 的地方，就把它看成咱们的实例。经过调用类的对象自身，你能够获取这个类的实例：obb = SomeClass()。

标准的建立点式访问的字典的方法是 attrdict：

attrdict = type("attrdict", (dict,), {"__getattr__": dict.__getitem__, "__setattr__": dict.__setitem__})  
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可是既然它建立了一个类，这就有点欺骗性了。其余的方法包括 typing.SimpleNamespace，或者建立一个无哨兵（sentinel）的类。可是这两种方法都仍是欺骗性的建立了类，咱们都不能用。

解决方案

namespace 的解决方案是另外一个函数。函数的行为能够像可调用的点式访问字典，因此咱们就简单的建立一个 namespace 函数，假设它就是 self。

# 这个就充当了 self 对象
    # 全部的属性都创建在此之上
    def namespace():
        return called()
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须要注意调用 called() 的用法 - 这是为了正常模拟实例上 __call__ 的行为。

建立 __init__

Python 中的全部类都有 __init__（不包括默认提供空 init 的类），因此咱们须要去模仿这一点并确保用户定义的 init 被调用。

# 建立一个 init 的替代方法
    def new_class(*args, **kwargs):
        init = locals.get("__init__")
        if init is not None:
            init(namespace, *args, **kwargs)

        return namespace
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这段代码就是简单的从本地获取用户定义的 __init__，若是找到了，就调用它。而后，它返回 namespace（就是假的实例），有效地模拟了循环：(metaclass.)__call__ -> __new__ -> __init__。

清理

接下来要作的就是在类的基础上建立方法，这能够用超级简单的循环扫描来完成：

# 更新 namespace
    for name, item in locals.items():
        if callable(item):
            fn = _suspend_self(namespace, item)
            setattr(namespace, name, fn)
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和上文提到的类似，全部可调用的函数都被 _suspend_self 包裹来将函数变成类的方法，在 namespace 完成设置。

获取到类

最后要作的就是简单的 return new_class。获取到类的实例的最后一轮循环是：

• 用户的代码定义了一个类函数
• 当类函数被调用，该函数调用 make_class 来设置 namespace（添加 @make 修饰符，这一步就能自动完成）
• make_class 函数设置实例，使其为后续的初始化作好准备
• make_class 函数返回另外一个函数，调用这个函数就能获取到实例并完成它的初始化。

如今咱们就获得它了，一个彻底没用类的类。打赌你会实际应用它。

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