神坑·Python 装饰类无限递归

spacewander 发布于2019-07-25 10:39 / 1439人阅读

摘要：如今查找结果有误，说明继承链是错误的，因而极有可能是出错。真相一切都源于装饰器语法糖。核心思路就是不要更改被装饰名称的引用。

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简化版问题

现有两个 View 类：

class View(object):

    def method(self):
        # Do something...
        pass

class ChildView(View):

    def method(self):
        # Do something else ...
        super(ChildView, self).method()

以及一个用于修饰该类的装饰器函数 register——用于装饰类的装饰器很常见（如 django.contrib.admin 的 register），通常可极大地减少定义相似类时的工作量：

class Mixin(object):
    pass

def register(cls):

    return type(
        "DecoratedView",
        (Mixin, cls),
        {}
    )

这个装饰器为被装饰类附加上一个额外的父类 Mixin，以增添自定义的功能。

完整的代码如下：

class Mixin(object):
    pass

def register(cls):

    return type(
        "DecoratedView",
        (Mixin, cls),
        {}
    )

class View(object):

    def method(self):
        # Do something...
        pass

@register
class ChildView(View):

    def method(self):
        # Do something else ...
        super(ChildView, self).method()

看上去似乎没什么问题。然而一旦调用 ChildView().method()，却会报出诡异的无限递归错误：

# ...
File "test.py", line 23, in method
  super(ChildView, self).method()
File "test.py", line 23, in method
  super(ChildView, self).method()
File "test.py", line 23, in method
  super(ChildView, self).method()
RuntimeError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object

【一脸懵逼】

猜想 & 验证

从 Traceback 中可以发现：是 super(ChildView, self).method() 在不停地调用自己——这着实让我吃了一惊，因为 按理说 super 应该沿着继承链查找父类，可为什么在这里 super 神秘地失效了呢？

为了验证 super(...).method 的指向，可以尝试将该语句改为 print(super(ChildView, self).method)，并观察结果：

输出表明： method 的指向确实有误，此处本应为 View.method。

super 是 python 内置方法，肯定不会出错。那，会不会是 super 的参数有误呢？

super 的签名为 super(cls, instance)，宏观效果为 遍历 cls 的继承链查找父类方法，并以 instance 作为 self 进行调用。如今查找结果有误，说明 继承链是错误的，因而极有可能是 cls 出错。

因此，有必要探测一下 ChildView 的指向。在 method 中加上一句： print(ChildView)：

原来，作用域中的 ChildView 已经被改变了。

真相

一切都源于装饰器语法糖。我们回忆一下装饰器的等价语法：

@decorator
class Class:
    pass

等价于

class Class:
    pass

Class = decorator(Class)

这说明：装饰器会更改该作用域内被装饰名称的指向。

这本来没什么，但和 super 一起使用时却会出问题。通常情况下我们会将本类的名称传给 super（在这里为 ChildView），而本类名称和装饰器语法存在于同一作用域中，从而在装饰时被一同修改了（在本例中指向了子类 DecoratedView），进而使 super(...).method 指向了 DecoratedView 的最近祖先也就是 ChildView 自身的 method 方法，导致递归调用。

解决方案

找到了病因，就不难想到解决方法了。核心思路就是：不要更改被装饰名称的引用。

如果你只是想在内部使用装饰后的新类，可以在装饰器方法中使用 DecoratedView，而在装饰器返回时 return cls，以保持引用不变：

def register(cls):

    decorated = type(
        "DecoratedView",
        (Mixin, cls),
        {}
    )

    # Do something with decorated

    return cls

这种方法的缺点是：从外部无法使用 ChildView.another_method 调用 Mixin 上的方法。可如果真的有这样的需求，可以采用另一个解决方案：

def register(cls):

    cls.another_method = Mixin.another_method
    return cls

即通过赋值的方式为 cls 添加 Mixin 上的新方法，缺点是较为繁琐。

两种方法各有利弊，要根据实际场景权衡使用。

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