如何向现有的内置Python类型（例如字符串）添加自定义属性？

Question

我想做类似这样的事情...

def helloWorld():
  print "Hello world!"
str.helloWorld = helloWorld
"foo".helloWorld()

哪个代码将会打印出 "Hello world!"

编辑: 请参考Can I add custom methods/attributes to built-in Python types?

- jedmao

---

字符串的类型是 str，而不是 string。 - Mike Graham

你绝对可以！请看我的回答：https://dev59.com/7m445IYBdhLWcg3wytEU#58027024 - fr_andres

Answer 1

在CPython上，您可以使用ctypes来访问解释器的C-API，这样您就可以在运行时更改内置类型。

import ctypes as c


class PyObject_HEAD(c.Structure):
    _fields_ = [
        ('HEAD', c.c_ubyte * (object.__basicsize__ -
                              c.sizeof(c.c_void_p))),
        ('ob_type', c.c_void_p)
    ]

_get_dict = c.pythonapi._PyObject_GetDictPtr
_get_dict.restype = c.POINTER(c.py_object)
_get_dict.argtypes = [c.py_object]

def get_dict(object):
    return _get_dict(object).contents.value

def my_method(self):
    print 'tada'
get_dict(str)['my_method'] = my_method

print ''.my_method()

尽管这看起来很有趣，而且也可能很有趣去解决...但不要在生产环境中使用它。只需对内置类型进行子类化或尝试找出另一种可能更符合Python风格的方法来解决问题。

- DasIch

---

+1 有用的信息！不过我很好奇，作为一个相对新手的Python程序员，为什么你不想在生产环境中这样做呢..？谢谢 - kodybrown

在修改类型的内部字典后，您还需要调用PyType_Modified以清除MRO属性缓存（或称为其他内容）。 - dlitz

有一个 forbiddenfruit 工具可以在多个 Python 版本中修改内置对象。 - jfs

这看起来可能有效，但实际上会导致内存损坏，因为它绕过了type.__setattr__的工作以维护内部不变量。例如，此链接的代码片段在第二个print上打印错误结果，然后在第四个print上崩溃。（forbiddenfruit也有相同的缺陷。） - user2357112

class PyObject_HEAD 是多余的。 - Joren

Answer 2

简而言之，你不能这样做。Python的方式是子类化字符串并从那里开始工作。

- sczizzo

---

对内置类进行子类化很少有用。通常最好编写操作它们的函数，或者在需要添加一些状态时，将内置类作为一个属性创建一个新类的实例。 - Mike Graham

继承字典类以实现有序字典(OrderedDict)、多重字典(MultiDict)、不可变字典(ImmutableDict)或它们的组合非常普遍。然而，与字典不同，字符串并不是一种集合。 - DasIch

@MikeGraham 我也认为子类化内置类通常很麻烦（仅仅是为了添加一个新方法等）。我喜欢 .net 扩展方法在 C# 中允许所需的行为，希望 Python 中也有类似的东西。 - kodybrown

@wasatchwizard，由于Python中非绑定到任何东西的函数非常普遍，因此编写一个函数而不是扩展方法通常更容易阅读，并且冲突较少。 - Mike Graham

Answer 3

这里有一个想法。虽然并不适用于所有字符串，但它可能会有所帮助。

要设置字符串或任何其他对象的属性：

def attr(e,n,v): #will work for any object you feed it, but only that object
    class tmp(type(e)):
        def attr(self,n,v):
            setattr(self,n,v)
            return self
    return tmp(e).attr(n,v)

这里有一个例子:

>>> def helloWorld():
...     print("hello world!") #python 3
...
>>> a=attr("foo",'heloWorld',helloWorld)
>>> a
'foo'
>>> a.helloWorld()
hello world!
>>> "foo".helloWorld()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#6>", line 1, in <module>
    "foo".helloWorld()
AttributeError: 'str' object has no attribute 'helloWorld'

- Scelesto

Answer 4

Ruby之道：

"1".to_i
"1".to_roman 

Python 方式：

int("1")
Roman("1") # or 
Roman.fromstring("1") 

Roman将在固定的内置类型列表或任何具有__int__方法的内容上工作。

这是CPython的实现限制，您无法设置内置/扩展类型的属性。这伴随着文化偏好，即避免猴子补丁，而是使用独立函数、自定义类作为所需对象的属性（甚至在罕见情况下进行子类化）。

- jfs

Answer 5

为了实现这一点，您可以对str进行子类化。

然而，尽管在技术上是可能的，但大多数情况下，当您子类化内置对象（例如str）时，您正在考虑一种“具有”关系，而不是“是一个”关系，因此应该使用组合而不是继承（这意味着您应该创建一个带有字符串作为实例属性的类，而不是子类化字符串）。

- shylent

---

我需要更深入地了解什么是实例属性，但这听起来非常明智。 - jedmao

Answer 6

你不需要这样做。使用单独的字典将信息“附加”（从逻辑上讲）到不可变值，如字符串或数字（将字符串或数字值作为键，将信息作为相应的值存储在字典中）。

- Alex Martelli

Answer 7

Python不支持该功能。

- joeforker

Answer 8

你不能这样做，这不符合 Python 风格。在 Python 中，Monkey-patching 不是一个常用的功能，因此为了性能原因，我认为不能在其中内置的类或实例上进行 Monkey-patching。

事实上，在 Python 中它有自己的名字：duck-punching。

- Grant Paul