Python元类冲突/类型错误

Question

我正在调试一个 Python 脚本（Python 并不是我首选的语言），这是我第一次在 Python 中使用元类。当我按照下面的代码运行时，我遇到了元类冲突错误。

TypeError: Error when calling the metaclass bases
    metaclass conflict: the metaclass of a derived class must be a (non-strict) subclass of the metaclasses of all its bases

在尝试解决它时，我将 MySQLMSoftware 中的元类声明注释掉了，认为这是多余的，因为它继承自具有相同元类声明的类，但这会导致：

TypeError: Error when calling the metaclass bases
    module.__init__() takes at most 2 arguments (3 given)

任何见解、指导或方向都将不胜感激。我一直在阅读有关Python元类实现的文章，但至今仍未找到问题所在。 MSoftware.py

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class MSoftware(object) :
    __metaclass__ = ABCMeta

    def __init__(self,name,spark=None,mysql=None):
        self.name = name
        ...

MySQLMSoftware.py

from mouse import Mouse, MSoftware
from abc import ABCMeta, abstractmethod

class MySQLMSoftware(MSoftware): # Traceback always goes here
    __metaclass__ = ABCMeta

    MAX_ROWS = 30000000

    def __init__(self,name,years,spark=None,mysql=None):
        MSoftware.__init__(self,name,spark,mysql)
        self.years = years
        ...

TTime.py

from mouse.Mouse import Mouse
from mouse.MySQLMSoftware import MySQLMSoftware

class TTime(MySQLMSoftware) :

    DATABASE = "Database"
    NAME = "table"
    YEARS = [2014,2016]

    def __init__(self,spark=None,mysql=None):
        MySQLMSoftware.__init__(self,TTime.NAME,TTime.YEARS,spark,mysql)
        ...

main.py

import sys
from mouse.Mouse import Mouse
from mouse.TTime import TTime

...

- ivywit

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在我看来，MSoftware 似乎有一个元类（不是 ABCMeta）——这是真的吗？如果是这样，你可以尝试使用 __metaclass__ = type('MySQLMSoftware', (type(MSoftware), ABCMeta), {})。但我没有这些类来测试，所以不能保证它会起作用... - mgilson

你使用的是哪个版本的Python？ - Keozon

Python 2.7。@mgilson我相信MSoftware的元类是ABCMeta，但它正在扩展“object”，这是我第一次看到“__metaclass__”声明。我会尝试您的建议。 - ivywit

@Keozon -- 这肯定是Python2.x，因为__metaclass__语法在Python3.x中有所改变，而在Python3.x中，在类上设置__metaclass__属性不会出现错误。 - mgilson

我不确定它是否与真正的问题相关，还是仅仅是将代码复制到问题中的副产品，但你在MSoftware.py文件中显示了一个MSoftware类，但是你的其他文件（发生异常的文件）继承自mouse模块中定义的MSoftware类，而不是MSoftware模块。你能找到并展示mouse.py吗？也许mouse.MSoftware和MSoftware.MSoftware不是同一个东西。 - Blckknght

@Blckknght 除了 main.py 文件外，所有文件都是 mouse 模块的一部分。该模块创建在名为 mouse 的文件夹中，其中包含一个 init.py 文件。 - ivywit

Answer 1

问题在于当选择元类时，Python会选择最继承的版本。然而，在这种情况下，您有两个冲突的元类(ABCMeta和MSoftware)在起作用。

我认为python3.x文档在这方面比python2.x文档略微更正确：

适当的类定义元类的确定如下: - 如果没有给出基类和显式元类，则使用type()。 - 如果给出了显式元类并且它不是type()的实例，则直接使用它作为元类。 - 如果给出了type()的实例作为显式元类或定义了基类，则使用最终派生的元类。

一种解决方法是创建一个新的元类，将两个元类混合在一起：

class NewMeta(type(MSoftware), ABCMeta):
    pass

在这种情况下，由于所有元类都是MSoftware元类的“实例”，因此将选择NewMeta，因为它是最派生的元类，并且应该可以工作（前提是MSoftware的元类可以用于协同多继承）。

以下是一个示例，我动态创建NewMeta来克服一些虚拟类的问题：

class Meta1(type):
    pass

class Meta2(type):
    pass

class Class1(object):
    __metaclass__ = Meta1


# TypeError!
# class Class2(Class1):
#     __metaclass__ = Meta2

class Class2(Class1):
    __metaclass__ = type('Class2Meta', (type(Class1), Meta2), {})

- mgilson

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非常感谢您的帮助。我已经在本地测试过了，问题似乎没有出现。如果MSoftware的元类也是ABCMeta，那么它们之间不应该有冲突，这样理解对吗？可能是ipython笔记本在服务器上运行时出了问题。之前我遇到过一个问题，就是它无法正确导入任何东西。我会与服务器管理员联系，看看他们能否在那里修复它。无论如何，非常感谢您的帮助！ - ivywit

@phelpsiv -- 如果 MSoftware 的元类也是 ABCMeta，那么就不应该有冲突（尽管在这种情况下你也不需要在你的类中提供元类）。要检查 MSoftware 的元类，可以使用 print type(MSoftware)。 - mgilson

我花了4天时间才找到这个答案。你救了我的一天！ - Thanh Nguyen

Answer 2

问题与您的导入有关，以及相同名称的类和模块之间的混淆。在MySQLMSoftware.py中导入的MSoftware是在MSoftware.py中实现的模块，而不是该模块内具有相同名称的类。如果要获取后者（而不更改导入），则需要使用MSoftware.MSoftware。Mouse类和模块可能存在类似的问题（这甚至更糟，因为顶级包也命名为mouse）。

尝试更改以下行：

from mouse import Mouse, MSoftware

对于这两行代码：

from mouse.Mouse import Mouse
from mouse.MSoftware import MSoftware

这将解决元类冲突问题，并使MySQLMSoftware类中的元类声明变得不必要。

需要注意的是，从更高层次的角度来看，这个问题的根本原因是模块设计不佳。您有几个模块，每个模块都包含一个与它们同名的单个类。这是其他语言（如Java）中常见的项目布局，但在Python中并非必要或理想。mouse.Mouse.Mouse从来没有好的理由成为一个东西。

也许您应该将大多数（或可能全部）包模块合并为较少的文件，可能首先将大部分内容放入mouse/__init__.py中（或者如果您将它们全部合并并且不再需要包，则放入顶级mouse.py中）。这样就不会有太多冗余的导入了。

- Blckknght

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考虑到错误信息“module.init() takes at most 2 arguments (3 given)”，这是有道理的。 - Dunes

这个答案对我当前的实现非常有帮助。谢谢！ - Lëmön