如何实现对Cython扩展类型子类的追踪？

由于Cython扩展类型不支持自定义元类，以下是几种可行的替代方案，用于在子类继承时执行特定逻辑：

方法1：使用__init_subclass__（Python 3.6+推荐） #

Python 3.6引入的__init_subclass__类方法可以被Cython扩展类型实现，子类继承时会自动触发该方法，无需依赖元类。

示例Cython代码（.pyx文件）：

cdef class BaseExtensionType:
    @classmethod
    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        # 自定义追踪逻辑：记录子类到类属性
        if not hasattr(BaseExtensionType, '_tracked_subclasses'):
            BaseExtensionType._tracked_subclasses = []
        BaseExtensionType._tracked_subclasses.append(cls)
        print(f"已追踪新子类: {cls.__name__}")

Python端继承示例：

from your_cython_module import BaseExtensionType

class SubTypeA(BaseExtensionType):
    pass

class SubTypeB(BaseExtensionType):
    pass

# 查看已追踪的子类
print(BaseExtensionType._tracked_subclasses)

方法2：手动注册机制（兼容Python 2/3） #

如果需要兼容旧版本Python，可以实现显式注册装饰器，让子类主动完成注册：

Cython代码：

cdef class BaseExtensionType:
    _registered_subclasses = []

    @classmethod
    def register_subclass(cls, subclass):
        if subclass not in cls._registered_subclasses:
            cls._registered_subclasses.append(subclass)
            # 执行自定义逻辑
            print(f"已注册子类: {subclass.__name__}")

Python端使用：

from your_cython_module import BaseExtensionType

@BaseExtensionType.register_subclass
class SubTypeA(BaseExtensionType):
    pass

class SubTypeB(BaseExtensionType):
    pass

# 手动注册未通过装饰器注册的子类
BaseExtensionType.register_subclass(SubTypeB)

方法3：实例化时触发追踪（进阶） #

如果允许在子类首次实例化时再执行逻辑，可以在Cython的__cinit__方法中检查类型：

cdef class BaseExtensionType:
    _subclasses = set()

    def __cinit__(self):
        cls = type(self)
        if cls is not BaseExtensionType and cls not in BaseExtensionType._subclasses:
            BaseExtensionType._subclasses.add(cls)
            print(f"首次实例化时发现新子类: {cls.__name__}")

注意：此方法仅在子类被实例化时触发，定义子类但不实例化不会执行追踪逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rafael Benevides