python元類程式設計

當我們希望動態的產生類的時候，就需要用到元類程式設計的手段。要掌握此技術，需要明白以下幾個基本內容：

metaclass

type

__new__

__call__

在python 中，所有東西都是物件(object)，包括python的類(class)，也是乙個物件。檢視乙個物件的類，可以用物件的__class__屬性

class
foo(
object):
defhello
(self)
:print
('hello'
)f=foo(
)print
(f.__class__)
#＝> __main__.foo
print
(foo.__class__)
#==> type

從上面執行結果可以看到，foo的類是type。所以『類』的初始化是由「type類」來做。

type是乙個python內建類，所以看不到**，但可看到定義：

class
type
(object):
def__call__
(self,
*args,
**kwargs)
:# real signature unknown
pass
def__init__
(cls, what, bases=
none
,dict
=none):
# known special case of type.__init__
pass
@staticmethod
# known case of __new__
def__new__
(*args,
**kwargs)
:# real signature unknown
pass
#省略其它部分

type 有兩種用法,一是查詢某個物件的類：

#type(object) -> the object's type,e.g.
type
("string"
)# ==>out[2]: str

另乙個則是用來產生乙個類，傳入三個引數: 類名，基類，屬性與方法字典：

# type(class_name, bases, attrs) ,e.g.
deffn
(self)
:print
("hello"
)foo=
type
("foo",(
object,)
,)f=foo(
)f.hello(
)#=> hello

python 直譯器執行時，發現上述class foo的定義後，其實就是翻譯成：

foo=
type
("foo",(
object,)
,)

元類就是用來產生類的類，通過以上講解，應該明白type類就是乙個元類。

我們還可以繼承type類，用自定義的元類可做到：

影響類的定義過程，比如為類自動增加一些方法和屬性

影響定義出來的類的例項化過程，比如為該類的每個例項都做些特殊處理

例子:

class
metabase
(type):
def__new__
(mcs, name, bases=
none
, attrs=
none):
print
('1.建立類時，先呼叫__new__，分配定義類所需的記憶體'
)return
super()
.__new__(mcs, name, bases, attrs)
def__init__
(cls, what, bases=
none
, attrs=
none):
print
('2:然後，呼叫__init__，完成定義'
)return
super()
.__init__(what, bases, attrs)
def__call__
(cls,
*args,
**kwargs)
:print
('例項化定義後的類時，會呼叫__call__'
)return
super()
.__call__(
*args,
**kwargs)
deffn
(self, name=
'world'):
print
('hello {}'
% name)
definit_fn
(self)
:print
('init_fn'
)aclass = metabase(
"aclass",(
object,)
,dict
(hello=fn, __init__=init_fn)
)a = aclass(
)

執行結果：

1.建立類時，先呼叫__new__，分配定義類所需的記憶體 2:然後，呼叫__init__，完成定義例項化定義後的類時，會呼叫__call__

init_fn

為講清楚上面的例子的執行結果，需要講一下兩個魔法函式：__new__ 與 __call__

python 物件在例項化的第一步，是分配記憶體，分配記憶體就是__new__的責任。為type子類的例項分配記憶體的事，只能由 type.__new__來幹，所以上述例子中最後呼叫的是type.__new__ ，該函式返回的是乙個分配好記憶體的例項，該函式的四個引數分別是：類，名稱，基類，屬性

def
__new__
(mcs, name, bases=
none
, attrs=
none
):

在乙個類上定義了__call__方法後，該類的例項就可當作函式來呼叫

class
callableobject()
:def
__call__
(self)
:print
("hello, i'm like a function!"
)fn = callableobject(
)fn(
)

執行結果

hello, i'm like a function!

在之前的類子中，因為aclass 的類是metabase, 而betabase定義了__call__，所以當建立aclass例項時，列印出了

例項化定義後的類時，會呼叫__call__

在python 3.7 中，可以在申明類的時候，指定 metaclass

class
foo(
object
,metaclass=metabase)
:def
hello
(self)
:print
('hello'
)

在python2 中，是寫成：

class
foo(
object):
__metaclass__= metabase  
defhello
(self)
:print
('hello'
)

python 元類程式設計

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