创建动态的 __init__() 方法
现在，我们将把所学的关于 exec() 函数的知识应用到一个实际的编程场景中。在 Python 里，exec() 函数允许你执行存储在字符串中的 Python 代码。在这一步，我们将修改 Structure 类，以动态创建一个 __init__() 方法。__init__() 方法是 Python 类中的一个特殊方法，当类的对象被实例化时会调用该方法。我们将基于 _fields 类变量来创建这个方法，该变量包含了类的字段名列表。
首先，让我们看一下现有的 structure.py 文件。这个文件包含了 Structure 类的当前实现，以及一个继承自它的 Stock 类。要查看文件内容，在 WebIDE 中使用以下命令打开它：
cat /home/labex/project/structure.py
在输出中，你会看到当前的实现采用手动方式处理对象的初始化。这意味着初始化对象属性的代码是显式编写的，而不是动态生成的。
现在，我们要修改 Structure 类。我们将添加一个 create_init() 类方法，该方法将动态生成 __init__() 方法。要进行这些更改，在 WebIDE 编辑器中打开 structure.py 文件，并按照以下步骤操作：
-
从 Structure 类中移除现有的 _init() 和 set_fields() 方法。这些方法是手动初始化方式的一部分，由于我们要采用动态方式，所以不再需要它们。
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向 Structure 类添加 create_init() 类方法。以下是该方法的代码：
@classmethod
def create_init(cls):
"""Dynamically create an __init__ method based on _fields."""
## Create argument string from field names
argstr = ','.join(cls._fields)
## Create the function code as a string
code = f'def __init__(self, {argstr}):\n'
for name in cls._fields:
code += f' self.{name} = {name}\n'
## Execute the code and get the generated function
locs = {}
exec(code, locs)
## Set the function as the __init__ method of the class
setattr(cls, '__init__', locs['__init__'])
在这个方法中，我们首先创建一个字符串 argstr，它包含所有用逗号分隔的字段名。这个字符串将用作 __init__() 方法的参数列表。然后，我们将 __init__() 方法的代码创建为一个字符串。我们遍历字段名，并向代码中添加行，将每个参数赋值给相应的对象属性。之后，我们使用 exec() 函数执行代码，并将生成的函数存储在 locs 字典中。最后，我们使用 setattr() 函数将生成的函数设置为类的 __init__() 方法。
- 修改
Stock 类以使用这种新方法：
class Stock(Structure):
_fields = ('name', 'shares', 'price')
## Create the __init__ method for Stock
Stock.create_init()
在这里，我们为 Stock 类定义 _fields，然后调用 create_init() 方法为 Stock 类生成 __init__() 方法。
你完整的 structure.py 文件现在应该类似于以下内容：
class Structure:
## Restrict attribute assignment
def __setattr__(self, name, value):
if name.startswith('_') or name in self._fields:
super().__setattr__(name, value)
else:
raise AttributeError(f"No attribute {name}")
## String representation for debugging
def __repr__(self):
args = ', '.join(repr(getattr(self, name)) for name in self._fields)
return f"{type(self).__name__}({args})"
@classmethod
def create_init(cls):
"""Dynamically create an __init__ method based on _fields."""
## Create argument string from field names
argstr = ','.join(cls._fields)
## Create the function code as a string
code = f'def __init__(self, {argstr}):\n'
for name in cls._fields:
code += f' self.{name} = {name}\n'
## Execute the code and get the generated function
locs = {}
exec(code, locs)
## Set the function as the __init__ method of the class
setattr(cls, '__init__', locs['__init__'])
class Stock(Structure):
_fields = ('name', 'shares', 'price')
## Create the __init__ method for Stock
Stock.create_init()
现在，让我们测试我们的实现，确保它能正常工作。我们将运行单元测试文件，检查所有测试是否都通过。使用以下命令：
cd /home/labex/project
python3 -m unittest test_structure.py
如果你的实现正确，你应该会看到所有测试都通过。这意味着动态生成的 __init__() 方法按预期工作。
你也可以在 Python 交互式环境中手动测试这个类。以下是具体操作方法：
>>> from structure import Stock
>>> s = Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> s
Stock('GOOG', 100, 490.1)
>>> s.shares = 50
>>> s.share = 50 ## This should raise an AttributeError
Traceback (most recent call last):
...
AttributeError: No attribute share
在 Python 交互式环境中，我们首先从 structure.py 文件中导入 Stock 类。然后，我们创建一个 Stock 类的实例并打印它。我们还可以修改对象的 shares 属性。然而，当我们尝试设置一个不在 _fields 列表中的属性时，应该会得到一个 AttributeError。
恭喜你！你已经成功使用 exec() 函数基于类属性动态创建了一个 __init__() 方法。这种方法可以让你的代码更具灵活性，也更易于维护，尤其是在处理具有可变数量属性的类时。
