Python 3.11+创建无参数__init__的Enum：旧代码失效问题

问题背景 #

我有一段在Python 3.9和3.10中正常运行的枚举代码：

from enum import Enum


class Environment(Enum):
    DEV = ()
    INT = ()
    PROD = ()

    def __init__(self):
        self._value_ = self.name.lower()

    def __str__(self):
        return self.name

    def get_url(self):
        if self is Environment.DEV:
            return 'http://localhost'
        else:
            return f'https://{self.value}.my.domain'

在Python 3.9/3.10的REPL中执行结果符合预期：

>>> Environment.DEV.get_url()
'http://localhost'
>>> Environment.INT.get_url()
'https://int.my.domain'
>>> Environment.PROD.get_url()
'https://prod.my.domain'

这么写是为了避免冗余易出错的显式赋值，比如：

DEV = 'DEV'
    INT = 'INT'
    PROD = 'PROD'

但在Python 3.11或3.12中运行时，所有枚举值都指向第一个枚举项，get_url调用全部返回localhost：

>>> Environment.DEV.get_url()
'http://localhost'
>>> Environment.INT.get_url()
'http://localhost'
>>> Environment.PROD.get_url()
'http://localhost'

>>> Environment.DEV
<Environment.DEV: 'dev'>
>>> Environment.INT
<Environment.DEV: 'dev'>
>>> Environment.PROD
<Environment.DEV: 'dev'>

请问Python 3.11中是否改变了空元组赋值的规则？如何在3.11+版本中实现相同效果，即无需显式传参给__init__来声明枚举值？

原因分析 #

Python 3.11对Enum的内部实现做了调整：当枚举成员赋值为相同的不可变值时，会被视为同一个成员的别名。空元组()是不可变对象，所有成员都赋值为()，在3.11+中会被判定为重复值，后续成员会直接指向第一个创建的枚举实例（也就是DEV），这就导致所有成员看起来都是同一个。

而在3.11之前，Enum的成员值校验逻辑没有这么严格，允许通过__init__方法在实例化后修改_value_来覆盖初始值，不会触发别名逻辑。

解决方案 #

要在3.11+中实现无需显式赋值、自动用小写名称作为枚举值的效果，有几种靠谱的方式：

方式1：使用enum.auto()配合自定义_generate_next_value_ #

Enum提供了auto()用于自动生成值，同时可以重写_generate_next_value_方法来控制自动生成的规则：

from enum import Enum, auto


class Environment(Enum):
    DEV = auto()
    INT = auto()
    PROD = auto()

    def _generate_next_value_(name, start, count, last_values):
        # 直接返回成员名称的小写形式作为值
        return name.lower()

    def __str__(self):
        return self.name

    def get_url(self):
        if self is Environment.DEV:
            return 'http://localhost'
        else:
            return f'https://{self.value}.my.domain'

方式2：利用__new__方法初始化 #

这种方式依然可以用空元组占位，但通过__new__在实例创建时就设置好_value_，避免3.11+的别名逻辑触发：

from enum import Enum


class Environment(Enum):
    DEV = ()
    INT = ()
    PROD = ()

    def __new__(cls):
        instance = object.__new__(cls)
        # 获取当前正在创建的成员名称，转为小写作为值
        instance._value_ = cls._member_names_[len(cls._member_map_)].lower()
        return instance

    def __str__(self):
        return self.name

    def get_url(self):
        if self is Environment.DEV:
            return 'http://localhost'
        else:
            return f'https://{self.value}.my.domain'

验证效果 #

在Python 3.11+中运行上述方案的代码，会得到和3.9/3.10一致的结果：

>>> Environment.DEV.get_url()
'http://localhost'
>>> Environment.INT.get_url()
'https://int.my.domain'
>>> Environment.PROD.get_url()
'https://prod.my.domain'

>>> Environment.DEV
<Environment.DEV: 'dev'>
>>> Environment.INT
<Environment.INT: 'int'>
>>> Environment.PROD
<Environment.PROD: 'prod'>

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aisteru Firë