Python中如何使用__post_init__在数据类中执行后初始化？

在 Python 的 dataclasses 模块中，__post_init__ 方法用于在数据类（Data Class）实例化后执行额外的初始化操作。当你使用 @dataclass 装饰器定义类时，自动生成的 __init__ 方法会初始化所有字段，之后会自动调用 __post_init__（如果定义了该方法）。

基本用法

定义数据类：使用 @dataclass 装饰器。
实现 __post_init__：在该方法中编写后初始化逻辑，例如验证数据、动态计算字段值等。

示例代码

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int
    birth_year: int = None  # 需要动态计算的字段

    def __post_init__(self):
        # 根据 age 计算 birth_year
        self.birth_year = 2023 - self.age

# 使用示例
p = Person(name="Alice", age=30)
print(p.birth_year)  # 输出 1993

常见场景

1. 验证数据

在 __post_init__ 中检查字段合法性：

@dataclass
class Rectangle:
    width: float
    height: float

    def __post_init__(self):
        if self.width <= 0 or self.height <= 0:
            raise ValueError("Width and height must be positive.")

2. 动态计算字段

若某些字段需要基于其他字段计算（且不需要用户手动初始化），可以使用 init=False 并配合 __post_init__：

from dataclasses import dataclass, field

@dataclass
class Circle:
    radius: float
    area: float = field(init=False)  # 不包含在自动生成的 __init__ 中

    def __post_init__(self):
        self.area = 3.14 * self.radius ** 2

# 使用示例
c = Circle(radius=5)
print(c.area)  # 输出 78.5

3. 处理继承

如果数据类继承自其他数据类，需手动调用父类的 __post_init__：

@dataclass
class Base:
    id: int

    def __post_init__(self):
        print("Base post-init")

@dataclass
class Child(Base):
    name: str

    def __post_init__(self):
        super().__post_init__()  # 调用父类的 __post_init__
        print("Child post-init")

# 使用示例
obj = Child(id=1, name="Alice")
# 输出:
# Base post-init
# Child post-init

特殊场景：修改 `frozen` 数据类

如果数据类被标记为 frozen=True（不可变），直接修改字段会报错。此时需用 object.__setattr__：

@dataclass(frozen=True)
class ImmutablePoint:
    x: int
    y: int
    distance: float = field(init=False)

    def __post_init__(self):
        # 计算距离（因为类不可变，需特殊方式修改字段）
        distance = (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5
        object.__setattr__(self, 'distance', distance)

# 使用示例
p = ImmutablePoint(3, 4)
print(p.distance)  # 输出 5.0