一日一技：如何禁止 Python 子类覆盖父类方法？

在昨天的文章里面，我们讲到了，当子类试图覆盖父类的时候，可以通过类型标注来发出警告。今天，我们来讲讲如何直接禁止覆盖。

Python 原生是没有提供禁止子类覆盖父类的方法的功能，因此我们需要自己来实现。

先来看一下实现效果：

在这段代码里面，我们禁止子类覆盖父类的dead()和eat()方法，但不禁止move方法。所以，当我们在子类Dog里面尝试覆盖父类中的dead()时，程序就报错了。具体要覆盖哪些方法，可以在定义类的时候指定，传入的参数metaclass=protect('方法1', '方法2', '方法3', ...)就可以了。

那么这个protect函数是个什么东西呢？我们来看看它的代码：

def protect(*protected):
    """Returns a metaclass that protects all attributes given as strings"""
    class Protect(type):
        has_base = False
        def __new__(meta, name, bases, attrs):
            if meta.has_base:
                for attribute in attrs:
                    if attribute in protected:
                        raise AttributeError('Overriding of attribute "%s" not allowed.'%attribute)
            meta.has_base = True
            klass = super().__new__(meta, name, bases, attrs)
            return klass
    return Protect

这里，用到了 Python 的元类。如果大家对元类有兴趣，可以看9.13 使用元类控制实例的创建 — python3-cookbook 3.0.0 文档[1]。简单的来说，元类用来定义类的创建行为。它一般的格式为：

class 类名(metaclass=另一个类):
   ...

而大家看我们用来禁止重试的这个函数protect，它返回的就是一个Protect类。这个类继承于type对象。

Protect类有一个__new__方法，这个方法会在使用了元类的所有子类的__init__之前被调用。在__new__里面，我们拿到了子类要定义的方法，并且检查他们是不是在我们传给protect的列表里面。如果在，说明这个方法不能被覆盖。

当实现我们自己的父类Animal的时候，由于meta.has_base为 False，所以不会触发检查逻辑。但当我们基于Animal实现Dog子类的时候，由于meta.has_base是True，所以进入检查逻辑。Dog的所有方法名都在attrs参数里面。循环检查每一个方法名是否在禁止的列表中，如果在，就抛出异常。如果不在，就继续后面的创建过程。

元类在理解上可能比较困难。如果大家无法理解上面这一段也没有关系，直接用就是了。