Python自定义FileSet类更新后被重置为内置set类型问题

我自定义了一个继承自set的类，支持文件读写功能，其余行为与普通set完全一致，类实现代码如下：

class FileSet(set):
    def __init__(self, file):
        self.file = file
        self.elements = {line.strip() for line in open(self.file, "r")}
        super().__init__(self.elements)

    def load(self):
        self.elements = {line.strip() for line in open(self.file, "r")}
        super().__init__(self.elements)

    def save(self):
        with open(self.file, "w") as f:
            f.write("\n".join(list(self)))

问题现象 #

当与其他FileSet对象配合使用-=、|=操作时，对象始终保持FileSet类型；但执行更新操作后，对象会变回普通内置set类型，自定义方法无法正常调用。更新前执行print(type(obj))输出为<class '__main__.FileSet'>，更新后输出变为<class 'set'>。

排查结论 #

该问题仅在使用dict.keys()（类型为<class 'dict_keys'>）更新FileSet对象时触发，其余场景运行正常，临时解决方案是将传入的dict.keys()通过set(dict.keys())包裹转换为普通set后再做运算。

根本原因 #

Python内置set的原地运算符（|=、-=、&=、^=）有特殊逻辑：如果右操作数是set或set子类实例，会原地修改当前对象并返回自身；如果右操作数是其他可迭代类型（比如dict_keys、list等），会回退为普通的非原地运算，生成新的普通set对象返回，导致原变量被覆盖为内置set类型。

永久修复方案 #

重写所有用到的原地运算魔术方法，强制返回当前实例即可，不需要手动转换传入参数。同时原实现中冗余维护了self.elements属性，set本身已经存储所有元素，可以一并简化实现：

class FileSet(set):
    def __init__(self, file):
        self.file = file
        super().__init__(line.strip() for line in open(self.file, "r"))

    def load(self):
        self.clear()
        self.update(line.strip() for line in open(self.file, "r"))

    def save(self):
        with open(self.file, "w") as f:
            f.write("\n".join(self))

    def __ior__(self, other):
        # 对应 |= 并集运算
        super().__ior__(other)
        return self

    def __isub__(self, other):
        # 对应 -= 差集运算
        super().__isub__(other)
        return self

    def __iand__(self, other):
        # 对应 &= 交集运算
        super().__iand__(other)
        return self

    def __ixor__(self, other):
        # 对应 ^= 对称差集运算
        super().__ixor__(other)
        return self

修复后，无论传入的是dict_keys、list还是其他可迭代对象，原地运算后都会保持FileSet类型，自定义的load、save方法可以正常调用。

感谢各位解答，特别感谢@chepner提供的帮助 :)
祝好
julius

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ju1ius