py-oop-init-subclass-metaclass

在子类定义时做注册或校验优先用 __init_subclass__，定义接口契约用 ABC/abstractmethod，元类仅留给极少数框架级场景。Use when 想在子类定义时自动注册或校验 / 强制子类实现某方法 / 评估是否要写元类。

子类钩子__init_subclass__元类metaclass抽象基类abstractmethod

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Python · 子类钩子、ABC 与元类

规则

需求	用什么	不要用
子类定义时自动注册 / 校验配置	`__init_subclass__(cls, **kwargs)`	元类
强制子类实现某方法 / 定义接口	`ABC` + `@abstractmethod`	元类
真正改写类创建机制（如 ORM 字段收集、Enum）	`metaclass`	—— 仅框架作者

铁律：优先级 __init_subclass__ > ABC > 元类。能用前两者解决就别写元类——元类污染整条继承链、与其他元类冲突、可读性差。__init_subclass__ 定义在父类、@classmethod（隐式），每个子类创建时自动触发。

正例

class Plugin:
    registry: dict[str, type["Plugin"]] = {}

    def __init_subclass__(cls, *, key: str, **kwargs) -> None:
        super().__init_subclass__(**kwargs)  # ✅ 必须接力，别断 MRO 链
        cls.registry[key] = cls               # 子类一定义即自动注册

class JsonPlugin(Plugin, key="json"):         # 触发钩子，登记到 registry
    ...

assert Plugin.registry["json"] is JsonPlugin

强制子类实现接口用 ABC：

from abc import ABC, abstractmethod

class Storage(ABC):
    @abstractmethod
    def save(self, data: bytes) -> None: ...

class S3Storage(Storage):                     # 不实现 save 则实例化时 TypeError
    def save(self, data: bytes) -> None:
        ...

反例

# ❌ 为“子类自动注册”动用元类 → 杀鸡用牛刀，污染继承链
class PluginMeta(type):
    def __new__(mcs, name, bases, ns):
        cls = super().__new__(mcs, name, bases, ns)
        registry[name] = cls                  # __init_subclass__ 三行就够
        return cls

# ❌ __init_subclass__ 忘了 super() → 多层继承时上游钩子被吞
class Plugin:
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        registry[cls.__name__] = cls          # 漏 super().__init_subclass__(**kwargs)

# ❌ 用普通基类 + 运行时 if 假装“抽象” → 子类漏实现要到调用才炸
class Storage:
    def save(self, data):
        raise NotImplementedError             # 改用 ABC，实例化即拦截

理由：__init_subclass__（PEP 487）就是为“子类钩子”而生，比元类轻得多且不冲突；ABC 让“未实现抽象方法”在实例化时就报错而非运行到才崩。元类会改变类的类型，叠加多个会冲突，绝大多数库级以下代码都不需要。

自检

[ ] 子类注册 / 定义期校验用 __init_subclass__，没动用元类？
[ ] __init_subclass__ 里调了 super().__init_subclass__(**kwargs)？
[ ] 接口契约用 ABC + @abstractmethod，没靠运行时 NotImplementedError 假装抽象？
[ ] 确实需要改写类创建机制（框架级）才用元类，否则不写？

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