python 元類的理解

簡單的講，元類建立了python中所有的物件。

我們說python是一種動態語言，而動態語言和靜態語言最大的不同，就是函式和類不是編譯時定義的，而是執行時動態建立的。

class的定義是執行時動態建立的，而建立class的方法就是使用type()函式。

type()函式既可以返回乙個物件的型別，又可以建立出新的型別

要建立乙個class物件，type()函式需要依次傳入3個引數：

class的名稱；

繼承的父類集合，注意python支援多重繼承，如果只有乙個父類，別忘了tuple的單元素寫法；

class的方法名稱與函式繫結，這裡我們把函式helloworld_outside繫結到方法名helloworld上。

>>> from helloworld import helloworld
>>> h = helloworld()
>>> h.helloworld()
hello, world!
>>> print(type(helloworld))
>>> print(type(h))

通過type()函式建立的類和直接寫class是完全一樣的，因為python直譯器遇到class定義時，僅僅是掃瞄一下class定義的語法，然後呼叫type()函式建立出class。

正常情況下，我們都用class ***...來定義類，但是，type()函式也允許我們動態建立出類來，也就是說，動態語言本身支援執行期動態建立類，這和靜態語言有非常大的不同，要在靜態語言執行期建立類，必須構造源**字串再呼叫編譯器，或者借助一些工具生成位元組碼實現，本質上都是動態編譯，會非常複雜。

除了使用type()動態建立類以外，要控制類的建立行為，還可以使用metaclass。

metaclass，直譯為元類，簡單的解釋就是：

當我們定義了類以後，就可以根據這個類建立出例項，所以：先定義類，然後建立例項。

但是如果我們想建立出類呢？那就必須根據metaclass建立出類，所以：先定義metaclass，然後建立類。

所以，metaclass允許你建立類或者修改類。換句話說，你可以把類看成是metaclass建立出來的「例項」。

class listmetaclass(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):
return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
class mylist(list, metaclass=listmetaclass):
pass

以上執行結果：

>>> l = mylist()
>>> l.add(1)
>> l
[1]

通過這個例子我們可以看到，自定義我們的mylist分兩步：

1. 建立metaclass，用來建立/修改類

2. 建立實際的mylist class

首先我們來看第一步，建立metaclass:

有了listmetaclass，下乙個問題是如何使用listmetaclass?

首先我們需要先談一談python建立class的機制：

當建立class的時候，python會先檢查當前類中有沒有__metaclass__，如果有，就用此方法建立物件；如果沒有，則會一級一級的檢查父類中有沒有__metaclass__，用來建立物件。建立的這個「物件」，就是當前的這個類。如果當前類和父類都沒有，則會在當前package中尋找__metaclass__方法，如果還沒有，則會呼叫自己隱藏的的type函式來建立物件。

值得注意的是，如果我們在做類的定義時，在class宣告處傳入關鍵字metaclass=listmetaclass，那麼如果傳入的這個metaclass有__call__函式，這個__call__函式將會覆蓋掉mylist class的__new__函式。這是為什麼呢？請大家回想一下，當我們例項化mylist的時候，用的語句是l1=mylist()，而我們知道，__call__函式的作用是能讓類例項化後的物件能夠像函式一樣被呼叫。也就是說mylist是listmetaclass例項化後的物件，而mylist()呼叫的就是listmetaclass的__call__函式。另外，值得一提的是，如果class宣告處，我們是讓mylist繼承listmetaclass，那麼listmetaclass的__call__函式將不會覆蓋掉mylist的__new__函式。

因此，我們在定義類的時候還要指示使用listmetaclass來定製類（即在mylist class定義時，在class宣告處傳入關鍵字引數metaclass=listmetaclass）：我們傳入關鍵字引數metaclass後，python會在當前class裡建立屬性__metaclass__，因此它指示python直譯器在建立mylist時，要通過listmetaclass.__new__()來建立，在listmetaclass.__new__()中，我們可以修改類的定義，比如，加上新的方法，然後，返回修改後的定義。

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