python3中的元类
元类(metaclass)
Python元编程依赖于一种特别的类，叫做元类(metaclass). 根据 Wikipedia 的说法: "面向对象中的元类就是实例为类的类"
metaclass可以为新类定义属性，比如，下面这个名为 HelloMeta 的元类，可以为每个使用该元类为模板的类添加一个 hello 属性，而无需这些类自己定义:
class HelloMeta(type): # 定义一个 hello 方法 def hello(cls): print("greetings from %s, a HelloMeta type class" % (type(cls()))) # 调用该metaclass的方法 def __call__(self, *args, **kwargs): # 正常创建新类 cls = type.__call__(self, *args, **kwargs) # 但是为每个创建的类添加一个hello方法 setattr(cls, "hello", self.hello) # print('__call__() from HelloMeta',args,kwargs) # 返回这个新建的类 return cls class TryHello(object, metaclass=HelloMeta): def greet(self): self.hello() # TryHello.hello() greeter = TryHello() greeter.hello()
结果为:
greetings from <class '__main__.TryHello'>, a HelloMeta type class
你可以看到，虽然 TryHello 本身没有定义 hello 函数，但是由于使用了 HelloMeta 元类，因此也有了 hello 方法
也就是说，元类能给我们带来修改代码本身的能力，因此被大量应用于框架中
Metaclass的工作原理
在了解Metaclass的工作原理之前先需要了解Python中的类型(type).
查看对象的类型
我们可以使用 type(object) 来查看 object 的类型
obj="Hello" print("obj的类型为", type(obj))
结果为:
obj的类型为 <class 'str'>
查看类的类型
上面可以看出变量 obj 的类型(type)为 str 类(class),那么 str 类本身的类型又是什么呢？让我们来看一下
print(type(str))
结果为:
<class 'type'>
哦， str 类的类型为 type 类
type的类型又是什么呢
那么你一定很好奇， type 的类似又是什么呢？让我们来看一下
print(type(type))
结果为:
<class 'type'>
你会发现， type 的类型还是 type 类。
也就是说 type 不仅是一般类（比如str，int）的元类，同时也是自己的元类。
元类中的那些特殊方法
type 类，作为Python中所有类（包括type本身）的默认元类，定义了一些特殊方法，可供自定义的元类覆盖，以完成特定的行为。
常见的几个特殊方法有:
__new__(cls,name,base,attr)- 元类中,
__new__会在你定义类的时候执行, 只执行一次 __init__(self, name, *args, **kwargs)- 该元类的实例(也就是普通类)创建后被调用，用于为初始化实例的.
__call__(self, *args, **kwargs)- 元类创建的实例(也就是普通类),构造普通类的对象时调用
class NewMeta(type): def __new__(*args, **kwargs): print('__new__() from NewMeta',args,kwargs) return type.__new__(*args, **kwargs) def __init__(self,name,*args,**kwargs): print('__init__() from NewMeta',args,kwargs) return type.__init__(self,name,*args,**kwargs) def __call__(self, *args, **kwargs): print('__call__() from NewMeta',args,kwargs) return type.__call__(self, *args, **kwargs) class Test(object,metaclass=NewMeta): pass print('---------------------------------') Test()
结果为:
__new__() from NewMeta (<class '__main__.NewMeta'>, 'Test', (<class 'object'>,), {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Test'}) {} __init__() from NewMeta ((<class 'object'>,), {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Test'}) {} --------------------------------- __call__() from NewMeta () {}
class语法的实质是什么
要了解class语法的实质，首先要明白，python中的类其实也就是对象，只不过这个对象具有创建其他对象的能力而已。
既然类是一个对象，因此你就可以:
- 赋值给变量
- 作为函数参数进行传递
- 为它增加属性
- 对它进行拷贝
当解释器扫描到class语句后，根据整个class语句中找出定义该class的元类，该class继承的父类，以及class中包含的属性，然后通过执行
类=元类(类名,父类组成的元组,包含属性的字典)
来创建新类。
比如:
class MyType(type): pass class Foo(metaclass=MyType): hello=True class Bar(Foo): pass
其实就是
Foo=MyType('Foo', (), {'hello':True}) Bar=MyType('Bar', (Foo,), {})
