Питон: изменение методов и атрибутов во время выполнения

в этом примере показаны различия между добавлением метода в класс и экземпляр.

>>> class Dog():
...     def __init__(self, name):
...             self.name = name
...
>>> skip = Dog('Skip')
>>> spot = Dog('Spot')
>>> def talk(self):
...     print 'Hi, my name is ' + self.name
...
>>> Dog.talk = talk # add method to class
>>> skip.talk()
Hi, my name is Skip
>>> spot.talk()
Hi, my name is Spot
>>> del Dog.talk # remove method from class
>>> skip.talk() # won't work anymore
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: Dog instance has no attribute 'talk'
>>> import types
>>> f = types.MethodType(talk, skip, Dog)
>>> skip.talk = f # add method to specific instance
>>> skip.talk()
Hi, my name is Skip
>>> spot.talk() # won't work, since we only modified skip
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: Dog instance has no attribute 'talk'

возможно интересная альтернатива использованию types.MethodType in:

>>> f = types.MethodType(talk, puppy, Dog)
>>> puppy.talk = f # add method to specific instance

будет использовать тот факт, что функции дескрипторов:

>>> puppy.talk = talk.__get__(puppy, Dog)

Я хочу создать класс в Python, который я могу добавлять и удалять атрибуты и методы. Как я могу это сделать?

вы можете добавлять и удалять атрибуты и методы в любой класс, и они будут доступны для всех экземпляров класса:

>>> def method1(self):
       pass

>>> def method1(self):
       print "method1"

>>> def method2(self):
       print "method2"

>>> class C():
       pass

>>> c = C()
>>> c.method()

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#62>", line 1, in <module>
    c.method()
AttributeError: C instance has no attribute 'method'

>>> C.method = method1
>>> c.method()
    method1
>>> C.method = method2
>>> c.method()
    method2
>>> del C.method
>>> c.method()

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#68>", line 1, in <module>
    c.method()
AttributeError: C instance has no attribute 'method'
>>> C.attribute = "foo"
>>> c.attribute
    'foo'
>>> c.attribute = "bar"
>>> c.attribute
    'bar'

вы можете просто назначить непосредственно к классу (либо путем доступа к исходному имени класса или через __class__ ):

class a : pass
ob=a()
ob.__class__.blah=lambda self,k: (3, self,k)
ob.blah(5)
ob2=a()
ob2.blah(7)

печати

(3, <__main__.a instance at 0x7f18e3c345f0>, 5)
(3, <__main__.a instance at 0x7f18e3c344d0>, 7)

другой вариант, если вам нужно заменить класс оптом является изменение класс:

>>> class A(object):
...     def foo(self):
...         print 'A'
... 
>>> class B(object):
...     def foo(self):
...         print 'Bar'
... 
>>> a = A()
>>> a.foo()
A
>>> a.__class__ = B
>>> a.foo()
Bar

просто:

f1 = lambda:0                   #method for instances
f2 = lambda _:0                 #method for class
class C: pass                   #class

c1,c2 = C(),C()                 #instances

print dir(c1),dir(c2)

#add to the Instances
c1.func = f1
c1.any = 1.23

print dir(c1),dir(c2)
print c1.func(),c1.any

del c1.func,c1.any

#add to the Class
C.func = f2
C.any = 1.23

print dir(c1),dir(c2)
print c1.func(),c1.any
print c2.func(),c2.any

что приводит к:

['__doc__', '__module__'] ['__doc__', '__module__']
['__doc__', '__module__', 'any', 'func'] ['__doc__', '__module__']
0 1.23
['__doc__', '__module__', 'any', 'func'] ['__doc__', '__module__', 'any', 'func']
0 1.23
0 1.23

обязательно ли нужно изменять сам класс? Или цель просто заменить какой-то объект.метод () делает в определенный момент во время выполнения?

Я спрашиваю, потому что я уклоняюсь от проблемы фактического изменения класса для конкретных вызовов метода monkey patch в моей структуре с getattribute и декоратор времени выполнения на моем базовом объекте наследования.

методы, полученные базовым объектом в getattribute обернуты в a Runtime_Decorator, который анализирует метод, вызывает аргументы ключевого слова для применения исправлений декораторов/обезьян.

Это позволяет использовать объект синтаксиса.метод (monkey_patch= "mypatch"), объект.способ(декоратор="mydecorator"), и даже объект.метод (декораторы=my_decorator_list).

это работает для любого отдельного вызова метода (я оставляю магические методы), делает это без фактического изменения каких-либо атрибутов класса/экземпляра, может использовать произвольные, даже иностранные методы для патч, и будет работать прозрачно на подкассах, которые наследуют от базы (при условии, что они не переопределяют getattribute конечно).

import trace

def monkey_patched(self, *args, **kwargs):
    print self, "Tried to call a method, but it was monkey patched instead"
    return "and now for something completely different"

class Base(object):

    def __init__(self):
        super(Base, self).__init__()

    def testmethod(self):
        print "%s test method" % self

    def __getattribute__(self, attribute):
        value = super(Base, self).__getattribute__(attribute)
        if "__" not in attribute and callable(value):
            value = Runtime_Decorator(value)
        return value

class Runtime_Decorator(object):

    def __init__(self, function):
        self.function = function

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        if kwargs.has_key("monkey_patch"):
            module_name, patch_name = self._resolve_string(kwargs.pop("monkey_patch"))
            module = self._get_module(module_name)
            monkey_patch = getattr(module, patch_name)
            return monkey_patch(self.function.im_self, *args, **kwargs)

        if kwargs.has_key('decorator'):
            decorator_type = str(kwargs['decorator'])

            module_name, decorator_name = self._resolve_string(decorator_type)
            decorator = self._get_decorator(decorator_name, module_name)
            wrapped_function = decorator(self.function)
            del kwargs['decorator']
            return wrapped_function(*args, **kwargs)

        elif kwargs.has_key('decorators'):
            decorators = []

            for item in kwargs['decorators']:
                module_name, decorator_name = self._resolve_string(item)
                decorator = self._get_decorator(decorator_name, module_name)
                decorators.append(decorator)

            wrapped_function = self.function
            for item in reversed(decorators):
                wrapped_function = item(wrapped_function)
            del kwargs['decorators']
            return wrapped_function(*args, **kwargs)

        else:
            return self.function(*args, **kwargs)

    def _resolve_string(self, string):
        try: # attempt to split the string into a module and attribute
            module_name, decorator_name = string.split(".")
        except ValueError: # there was no ".", it's just a single attribute
            module_name = "__main__"
            decorator_name = string
        finally:
            return module_name, decorator_name

    def _get_module(self, module_name):
        try: # attempt to load the module if it exists already
            module = modules[module_name]
        except KeyError: # import it if it doesn't
            module = __import__(module_name)
        finally:
            return module

    def _get_decorator(self, decorator_name, module_name):
        module = self._get_module(module_name)
        try: # attempt to procure the decorator class
            decorator_wrap = getattr(module, decorator_name)
        except AttributeError: # decorator not found in module
            print("failed to locate decorators %s for function %s." %\
            (kwargs["decorator"], self.function))
        else:
            return decorator_wrap # instantiate the class with self.function

class Tracer(object):

    def __init__(self, function):
        self.function = function

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        tracer = trace.Trace(trace=1)
        tracer.runfunc(self.function, *args, **kwargs)

b = Base()
b.testmethod(monkey_patch="monkey_patched")
b.testmethod(decorator="Tracer")
#b.testmethod(monkey_patch="external_module.my_patch")

недостатком этого подхода является getattribute крючки все доступ к атрибутам, поэтому проверка и потенциальная упаковка методов происходит даже для атрибутов, которые не являются методами + не будет использовать функцию для конкретного вызова в вопросе. И используя getattribute на всех по своей сути это несколько сложно.

фактическое влияние этих накладных расходов в моем опыте/для моих целей было незначительным, и моя машина работает с двухъядерным Celeron. Предыдущей реализации я использовал методы анализировался на объект init и привязал Runtime_Decorator к методам тогда. Делая вещи таким образом устраняется необходимость использовать getattribute и уменьшил накладные расходы, упомянутые ранее... однако он также ломает рассол (возможно, нет укроп) и менее динамичен, чем этот подход.

единственные случаи использования, с которыми я действительно столкнулся "в дикой природе" с этой техникой, были с декораторами времени и трассировки. Однако возможности, которые он открывает, чрезвычайно широки.

Если у вас есть существующий класс, который невозможно наследовать от другой базы (или использовать технику, его собственное определение класса или в ее базовом классе), то все это просто не относится к вашей проблеме вообще к сожалению.

Я не думаю, что установка/удаление не востребованных атрибутов класса во время выполнения, обязательно так сложно? если вы не хотите, чтобы классы, которые наследуют от измененного класса, автоматически отражали изменения в себе... Хотя, судя по звуку, это была бы целая банка червей.