Мне нужен рабочий подход для получения всех классов, которые унаследованы от базового класса в Python.

Классы нового стиля (то есть подклассы из object, которые по умолчанию в Python 3) имеют __subclasses__метод, который возвращает подклассы:

class Foo(object): pass
class Bar(Foo): pass
class Baz(Foo): pass
class Bing(Bar): pass

Вот имена подклассов:

print([cls.__name__ for cls in Foo.__subclasses__()])
# ['Bar', 'Baz']

Вот сами подклассы:

print(Foo.__subclasses__())
# [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>]

Подтверждение того, что подклассы действительно указывают в Fooкачестве своей базы:

for cls in Foo.__subclasses__():
    print(cls.__base__)
# <class '__main__.Foo'>
# <class '__main__.Foo'>

Обратите внимание, если вы хотите подклассы, вы должны будете набрать:

def all_subclasses(cls):
    return set(cls.__subclasses__()).union(
        [s for c in cls.__subclasses__() for s in all_subclasses(c)])

print(all_subclasses(Foo))
# {<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>}

Обратите внимание, что если определение класса подкласса еще не выполнено - например, если модуль подкласса еще не был импортирован - тогда этот подкласс еще не существует и __subclasses__не найдет его.

Вы упомянули «дали свое имя». Так как классы Python являются первоклассными объектами, вам не нужно использовать строку с именем класса вместо класса или что-то подобное. Вы можете просто использовать класс напрямую, и вы, вероятно, должны.

Если у вас есть строка, представляющая имя класса, и вы хотите найти подклассы этого класса, тогда есть два шага: найти класс по его имени, а затем найти подклассы, __subclasses__как указано выше.

Как найти класс по названию, зависит от того, где вы ожидаете его найти. Если вы ожидаете найти его в том же модуле, что и код, который пытается найти класс, то

cls = globals()[name]

будет делать эту работу, или в том маловероятном случае, что вы ожидаете найти ее у местных жителей,

cls = locals()[name]

Если класс может находиться в каком-либо модуле, тогда ваша строка имени должна содержать полное имя - что-то вроде, 'pkg.module.Foo'а не просто 'Foo'. Используйте importlibдля загрузки модуля класса, а затем получите соответствующий атрибут:

import importlib
modname, _, clsname = name.rpartition('.')
mod = importlib.import_module(modname)
cls = getattr(mod, clsname)

Однако вы найдете класс, cls.__subclasses__()который затем вернет список его подклассов.

Если вы просто хотите прямые подклассы, то .__subclasses__()отлично работает. Если вам нужны все подклассы, подклассы подклассов и т. Д., Вам понадобится функция, которая сделает это за вас.

Вот простая читаемая функция, которая рекурсивно находит все подклассы данного класса:

def get_all_subclasses(cls):
    all_subclasses = []

    for subclass in cls.__subclasses__():
        all_subclasses.append(subclass)
        all_subclasses.extend(get_all_subclasses(subclass))

    return all_subclasses

Самое простое решение в общем виде:

def get_subclasses(cls):
    for subclass in cls.__subclasses__():
        yield from get_subclasses(subclass)
        yield subclass

И метод класса, если у вас есть один класс, из которого вы наследуете:

@classmethod
def get_subclasses(cls):
    for subclass in cls.__subclasses__():
        yield from subclass.get_subclasses()
        yield subclass

Python 3.6 -__init_subclass__

Как уже упоминалось в другом ответе, вы можете проверить __subclasses__атрибут, чтобы получить список подклассов, так как в python 3.6 вы можете изменить создание этого атрибута, переопределив __init_subclass__метод.

class PluginBase:
    subclasses = []

    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        cls.subclasses.append(cls)

class Plugin1(PluginBase):
    pass

class Plugin2(PluginBase):
    pass

Таким образом, если вы знаете, что делаете, вы можете переопределить поведение __subclasses__и опустить / добавить подклассы из этого списка.

Примечание: я вижу, что кто-то (не @unutbu) изменил ссылочный ответ, чтобы он больше не использовался vars()['Foo']- поэтому основной пункт моего поста больше не применяется.

Кстати, вот что я хотел сказать об ответе @ unutbu, работающем только с локально определенными классами - и что использование eval()вместо vars()заставило бы его работать с любым доступным классом, а не только с теми, которые определены в текущей области видимости.

Для тех, кто не любит использовать eval(), также показан способ избежать этого.

Сначала приведу конкретный пример, демонстрирующий потенциальную проблему с использованием vars():

class Foo(object): pass
class Bar(Foo): pass
class Baz(Foo): pass
class Bing(Bar): pass

# unutbu's approach
def all_subclasses(cls):
    return cls.__subclasses__() + [g for s in cls.__subclasses__()
                                       for g in all_subclasses(s)]

print(all_subclasses(vars()['Foo']))  # Fine because  Foo is in scope
# -> [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>]

def func():  # won't work because Foo class is not locally defined
    print(all_subclasses(vars()['Foo']))

try:
    func()  # not OK because Foo is not local to func()
except Exception as e:
    print('calling func() raised exception: {!r}'.format(e))
    # -> calling func() raised exception: KeyError('Foo',)

print(all_subclasses(eval('Foo')))  # OK
# -> [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>]

# using eval('xxx') instead of vars()['xxx']
def func2():
    print(all_subclasses(eval('Foo')))

func2()  # Works
# -> [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>]

Это может быть улучшено путем перемещения eval('ClassName')вниз в определенную функцию, что упрощает ее использование без потери дополнительной универсальности, получаемой при использовании функции eval()отличие от vars()контекста:

# easier to use version
def all_subclasses2(classname):
    direct_subclasses = eval(classname).__subclasses__()
    return direct_subclasses + [g for s in direct_subclasses
                                    for g in all_subclasses2(s.__name__)]

# pass 'xxx' instead of eval('xxx')
def func_ez():
    print(all_subclasses2('Foo'))  # simpler

func_ez()
# -> [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>]

Наконец, возможно, и, возможно, даже важно, в некоторых случаях, избегать использования eval()по соображениям безопасности, поэтому вот версия без нее:

def get_all_subclasses(cls):
    """ Generator of all a class's subclasses. """
    try:
        for subclass in cls.__subclasses__():
            yield subclass
            for subclass in get_all_subclasses(subclass):
                yield subclass
    except TypeError:
        return

def all_subclasses3(classname):
    for cls in get_all_subclasses(object):  # object is base of all new-style classes.
        if cls.__name__.split('.')[-1] == classname:
            break
    else:
        raise ValueError('class %s not found' % classname)
    direct_subclasses = cls.__subclasses__()
    return direct_subclasses + [g for s in direct_subclasses
                                    for g in all_subclasses3(s.__name__)]

# no eval('xxx')
def func3():
    print(all_subclasses3('Foo'))

func3()  # Also works
# -> [<class '__main__.Bar'>, <class '__main__.Baz'>, <class '__main__.Bing'>]

Гораздо более короткая версия для получения списка всех подклассов:

from itertools import chain

def subclasses(cls):
    return list(
        chain.from_iterable(
            [list(chain.from_iterable([[x], subclasses(x)])) for x in cls.__subclasses__()]
        )
    )

Как я могу найти все подклассы класса по имени?

Конечно, мы можем легко сделать это при наличии доступа к самому объекту, да.

Просто учитывая его имя - плохая идея, так как может быть несколько классов с одним и тем же именем, даже определенных в одном модуле.

Я создал реализацию для другого ответа , и поскольку он отвечает на этот вопрос, и он немного более элегантен, чем другие решения, вот он:

def get_subclasses(cls):
    """returns all subclasses of argument, cls"""
    if issubclass(cls, type):
        subclasses = cls.__subclasses__(cls)
    else:
        subclasses = cls.__subclasses__()
    for subclass in subclasses:
        subclasses.extend(get_subclasses(subclass))
    return subclasses

Использование:

>>> import pprint
>>> list_of_classes = get_subclasses(int)
>>> pprint.pprint(list_of_classes)
[<class 'bool'>,
 <enum 'IntEnum'>,
 <enum 'IntFlag'>,
 <class 'sre_constants._NamedIntConstant'>,
 <class 'subprocess.Handle'>,
 <enum '_ParameterKind'>,
 <enum 'Signals'>,
 <enum 'Handlers'>,
 <enum 'RegexFlag'>]

Это не такой хороший ответ, как использование специального встроенного __subclasses__()метода класса, о котором упоминает @unutbu, поэтому я представляю его просто как упражнение. Определенная subclasses()функция возвращает словарь, который отображает все имена подклассов на сами подклассы.

def traced_subclass(baseclass):
    class _SubclassTracer(type):
        def __new__(cls, classname, bases, classdict):
            obj = type(classname, bases, classdict)
            if baseclass in bases: # sanity check
                attrname = '_%s__derived' % baseclass.__name__
                derived = getattr(baseclass, attrname, {})
                derived.update( {classname:obj} )
                setattr(baseclass, attrname, derived)
             return obj
    return _SubclassTracer

def subclasses(baseclass):
    attrname = '_%s__derived' % baseclass.__name__
    return getattr(baseclass, attrname, None)


class BaseClass(object):
    pass

class SubclassA(BaseClass):
    __metaclass__ = traced_subclass(BaseClass)

class SubclassB(BaseClass):
    __metaclass__ = traced_subclass(BaseClass)

print subclasses(BaseClass)

Вывод:

{'SubclassB': <class '__main__.SubclassB'>,
 'SubclassA': <class '__main__.SubclassA'>}

Вот версия без рекурсии:

def get_subclasses_gen(cls):

    def _subclasses(classes, seen):
        while True:
            subclasses = sum((x.__subclasses__() for x in classes), [])
            yield from classes
            yield from seen
            found = []
            if not subclasses:
                return

            classes = subclasses
            seen = found

    return _subclasses([cls], [])

Это отличается от других реализаций тем, что возвращает исходный класс. Это потому, что это делает код проще и:

class Ham(object):
    pass

assert(issubclass(Ham, Ham)) # True

Если get_subclasses_gen выглядит немного странно, то это потому, что он был создан путем преобразования хвостовой рекурсивной реализации в генератор циклов:

def get_subclasses(cls):

    def _subclasses(classes, seen):
        subclasses = sum(*(frozenset(x.__subclasses__()) for x in classes))
        found = classes + seen
        if not subclasses:
            return found

        return _subclasses(subclasses, found)

    return _subclasses([cls], [])