如何模板化使用__new__作为工厂的Registry类？

我写了一个BaseRegistry类，用类方法做装饰器，把其他类以字符串名称注册到类属性字典registered里。这个字典会在__new__方法里根据传入的字符串名称返回对应的类。这个实现本身没问题，但现在我想创建多个这样的Registry又不想重复代码。但如果继承BaseRegistry，所有子类会共享同一个字典，这不是我想要的。我找不到实现这种“模板化”的方法。

原代码示例：

class BaseRegistry:
    registered = {}

    @classmethod
    def add(cls, name):
        def decorator(function):
            cls.registered[name] = function
            return function

        return decorator

    def __new__(cls, name):
        return cls.registered[name]


class RegistryOne(BaseRegistry):
    pass


class RegistryTwo(BaseRegistry):
    pass


@RegistryOne.add("the_one")
class Example1:
    def __init__(self, scale_factor=1):
        self.scale_factor = scale_factor


@RegistryOne.add("the_two")
class Example2:
    def __init__(self, scale_factor=2):
        self.scale_factor = scale_factor


if __name__ == "__main__":
    the_one = RegistryOne("the_one")()
    print(f"{the_one.scale_factor=}")

    assert RegistryOne.registered != RegistryTwo.registered

编辑说明：在这个实现里，Pylint对the_one = RegistryOne("the_one")()这行代码发出警告，提示信息为：

E1102: RegistryOne('the_one') is not callable (not-callable)
（翻译：E1102: RegistryOne('the_one') 不可调用（not-callable））

核心问题分析 #

1. 子类共享注册表：父类的registered是类属性，子类继承后若未重新定义，会直接引用父类的字典，导致所有子类共享同一注册表。
2. Pylint警告原因：__new__方法返回的是注册的类，但Pylint默认认为RegistryOne("the_one")返回的是BaseRegistry实例，从而判定其不可调用。

推荐实现：用__init_subclass__创建独立注册表 #

利用Python 3.6+的__init_subclass__特性，让每个子类自动生成独立的注册表，同时简化实例化逻辑消除警告。

修改后的代码：

class BaseRegistry:
    def __init_subclass__(cls):
        # 每个子类创建时初始化专属的registered字典
        cls.registered = {}

    @classmethod
    def add(cls, name):
        def decorator(cls_to_register):
            cls.registered[name] = cls_to_register
            return cls_to_register
        return decorator

    def __new__(cls, name, *args, **kwargs):
        # 直接返回注册类的实例，无需额外调用()
        return cls.registered[name](*args, **kwargs)


class RegistryOne(BaseRegistry):
    pass


class RegistryTwo(BaseRegistry):
    pass


@RegistryOne.add("the_one")
class Example1:
    def __init__(self, scale_factor=1):
        self.scale_factor = scale_factor


@RegistryOne.add("the_two")
class Example2:
    def __init__(self, scale_factor=2):
        self.scale_factor = scale_factor


if __name__ == "__main__":
    # 直接调用RegistryOne获取实例，简化写法
    the_one = RegistryOne("the_one")
    print(f"{the_one.scale_factor=}")

    # 支持传递初始化参数
    the_two = RegistryOne("the_two", scale_factor=5)
    print(f"{the_two.scale_factor=}")

    # 验证两个注册表完全独立
    assert RegistryOne.registered != RegistryTwo.registered
    assert "the_one" not in RegistryTwo.registered

方案细节说明 #

• __init_subclass__的作用：子类继承BaseRegistry时，该方法会自动执行，给每个子类创建独立的registered字典，彻底解决共享问题。
• 简化实例化流程：修改__new__使其直接返回注册类的实例，同时支持传递初始化参数，既简化了调用代码，也让Pylint能正确识别返回类型，消除警告。
• 兼容原有装饰器逻辑：add装饰器无需修改，依然可以正常将类注册到对应Registry的专属字典中。

兼容低版本Python的方案：使用元类 #

如果需要支持Python 3.6以下版本，可以用元类实现相同效果：

class RegistryMeta(type):
    def __new__(meta, name, bases, attrs):
        cls = super().__new__(meta, name, bases, attrs)
        # 为每个新类初始化独立注册表
        cls.registered = {}
        return cls


class BaseRegistry(metaclass=RegistryMeta):
    @classmethod
    def add(cls, name):
        def decorator(cls_to_register):
            cls.registered[name] = cls_to_register
            return cls_to_register
        return decorator

    def __new__(cls, name, *args, **kwargs):
        return cls.registered[name](*args, **kwargs)


# 子类定义和使用方式与推荐方案一致

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PhML