python - 哪些类不能被子类化？

Question

是否有关于哪些内置和标准库类不可子类化（“最终”）的规则？

从 Python 3.3 开始，以下是一些示例：

• bool
• function
• operator.itemgetter
• slice

我发现一个问题涉及在 C 和纯 Python 中实现“最终”类。

我想了解什么原因可以解释为什么一个类首先被选为“最终”。

Answer 1

一个类在 Python 中成为“final”似乎有两个原因。

1.违反类不变量

遵循单例模式的类具有一个不变量，即实例数量有限（预先确定）。在子类中任何违反此不变量的行为都将与该类的意图不一致，并且无法正常工作。例子：

• bool: True, False; 见圭多的评论
• NoneType：None
• NotImplementedType：NotImplemented
• ellipsis：Ellipsis

此类别中可能存在除单例模式以外的情况，但我不知道有任何情况。

2. 没有说服力的用例

在 C 中实现的类需要额外的工作以允许子类化（至少在 CPython 中）。在没有令人信服的用例的情况下做这样的工作并不是很有吸引力，所以志愿者不太可能挺身而出。例子：

• function; 见蒂姆彼得斯的帖子

注1：

function我最初认为有有效的用例，但对和的子类化兴趣不足operator.itemgetter。感谢@agf 指出此处和此处提供的用例并不令人信服（请参阅@agf 对问题的评论）。

笔记2：

我担心的是另一个 Python 实现可能会意外地允许子类化 CPython 中的最终类。这可能会导致代码不可移植（一个用例可能很弱，但function如果他们的 Python 支持它，有人可能仍会编写子类的代码）。这可以通过在 Python 文档中标记所有不能被子类化的内置和标准库类来解决，并要求所有实现在这方面都遵循 CPython 行为。

注3：

在上述所有情况下，CPython 产生的消息是：

TypeError: type 'bool' is not an acceptable base type

正如关于这个主题的许多问题所显示的那样，它非常神秘。我将提交一个建议，在解释最终类的文档中添加一段，甚至可能将错误消息更改为：

TypeError: type 'bool' is final (non-extensible)