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Pythonのバグ技 —— クラス以外を継承する

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どういうこと??

Pythonでのクラスの継承は次のように書きます。

class B:
    """The base class."""

class C(B):
    """A new class that inherits B."""

ここでのBはクラス、言い換えればtype型である必要が...ありません。

クラス以外を継承する方法

適当なオブジェクトを用意します。

class _X:
    pass
B = _X()

このオブジェクトに__mro_entries__を追加します。__mro_entries__は、(クラス以外のオブジェクトを含む)全て継承元の型を引数に、(クラスのみからなる)実際の継承元の型を返すようにします。この特殊メソッドが継承時に呼び出されます。

B.__mro_entries__ = lambda bases: (str,)

これでstrのサブクラスが定義できます。

class C(B):
    pass
c = C("abc")
type(c)  # Out: __main__.C

__mro_entries__さえあれば何でもよいので、__mro_entries__を無理やりセットできるものであればなんでも行けます。たとえば、こういうやばい使い方もできます。

import math

math.__mro_entries__ = lambda bases: (str,)

class C(math):
    pass
c = C("abc")
type(c)  # Out: __main__.C

実際にどう使われるの?

継承の時点で、たとえば多重継承を検出してエラーにすることとかができます。

def _mro_entries(bases: tuple):
    if len(bases) > 1:
        raise TypeError("Multiple inheritance is forbidden")
    return (str,)
B.__mro_entries__ = _mro_entries

通常はメタクラスを定義することで実現されますが、継承元を確認するだけならこっちの方が楽だと思います。

ちなみに標準実装のNamedTupleも、常に継承する形で使われますが、その実態は関数です。

from typing import NamedTuple
type(NamedTuple)  # Out: function

そのため、怖いことにisinstanceチェックができません。注意しましょう。

class Point(NamedTuple):
    x: int
    y: int

p = Point(x=0, y=1)
isinstance(p, NamedTuple)  # TypeError: isinstance() arg 2 must be a type or tuple of types
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