Python 元類

来源:https://www.cnblogs.com/hades0607/archive/2018/08/27/9544709.html
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什麼是元類 源自一句話: 在Python中, 一切皆對象, 而對象都是由類實例化得到的 對象tea1是調用OldboyTeacher類得到的, 如果說一切皆對象, 那麼OldboyTeacher也是一個對象, 只要是對象都是調用一個類實例化得到的, 即OldboyTeacher=元類(....),內 ...


什麼是元類

源自一句話: 在Python中, 一切皆對象, 而對象都是由類實例化得到的

 1 class OldboyTeacher:
 2     def __init__(self,name,age,sex):
 3         self.name = name
 4         self.age = age
 5         self.sex = sex
 6 
 7     def score(self):
 8         print('%s is scoring' %self.name)
 9 
10 tea1 = OldboyTeacher('hades',18,'male')

對象tea1是調用OldboyTeacher類得到的, 如果說一切皆對象, 那麼OldboyTeacher也是一個對象,

只要是對象都是調用一個類實例化得到的, 即OldboyTeacher=元類(....),內置的元類是type

關係:

　　1. 調用元類 ----> 自定義的類

　　2. 調用自定義的類 ----> 自定義的對象

 

 

class關鍵字創建自定義類的底層工作原理,分為四步:

1. 先拿到類名: 'OldboyTeacher'

2. 再拿到類的基類們: (object,)

3. 然後拿到類的名稱空間??? (執行類體代碼, 將產生的名字放到類的名稱空間也就是一個字典里,補充exec)

3. 調用元類實例化得到自定義的類: OldboyTeacher = type('OldboyTeacher',(object,),{....})

 1 class OldboyTeacher:    # OldboyTeacher=type(...)
 2     school = 'Oldboy'
 3 
 4     def __init__(self, name, age, sex):
 5         self.name = name
 6         self.age = age
 7         self.sex = sex
 8 
 9     def score(self):
10         print('%s is scoring' % self.name)
11 
12 
13 print(OldboyTeacher)

 自定義類的三個關鍵組成部分:

1. 類名

2. 類的基類們

3. 類的名稱空間

 

 

不依賴class關鍵字創建一個自定義類

1. 拿到類名

class_name = 'OldboyTeacher'

2. 拿到類的基類們: (object,)

class_bases = (object,)

3. 拿到類的名稱空間

class_dic = {}

class_body = '''
school = 'Oldboy'

def __init__(self,name,age,sex):
    self.name = name
    self.age = age
    self.sex = sex

def score(self):
    print('%s is scoring' %self.name)
'''

exec(class_body, {}, class_dic)

4. 調用type得到自定義的類

OldboyTeacher = type(class_name, class_bases, class_dic)

 

 

模板

 1 class Mymeta(type):    #但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就只是一個普通的類
 2     def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
 3         pass
 4 
 5 class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):    #OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher', (object,), {....})
 6     school = 'Oldboy'
 7 
 8     def __init__(self, name, age, sex):
 9         self.name = name
10         self.age = age
11         self.sex = sex
12 
13     def score(self):
14         print('%s is scoring' %self.name)

 

 

控制類的產生

1. 類名必須用駝峰體

2 類體必須有文檔註釋,且文檔註釋不能為空

 1 class Mymeta(type):  # 但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就是只是一個普通的類
 2     def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
 3         if class_name.islower():
 4             raise TypeError('類名必須使用駝峰體')
 5 
 6         doc = class_dic.get('__doc__')
 7         if doc is None or len(doc) == 0 or len(doc.strip('\n ')) == 0:
 8             raise TypeError('類體中必須有文檔註釋,且文檔註釋不能為空')
 9 
10 
11 class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
12     school = 'Oldboy'
13 
14     def __init__(self, name, age, sex):
15         self.name = name
16         self.age = age
17         self.sex = sex
18 
19     def score(self):
20         print('%s is scoring' % self.name)

 

 1 class Mymeta(type):  # 但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就是只是一個普通的類
 2     pass
 3 
 4 
 5 class OldboyTeacher(object):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
 6     school = 'Oldboy'
 7 
 8     def __init__(self, name, age, sex):
 9         self.name = name
10         self.age = age
11         self.sex = sex
12 
13     def score(self):
14         print('%s is scoring' % self.name)
15 
16     def __call__(self, *args, **kwargs):
17         print(self)
18         print(args)
19         print(kwargs)
20 
21 
22 tea1 = OldboyTeacher('egon', 18, 'male')
23 
24 tea1(1, 2, a=1, b=2)  # __call__(tea1,(1,2).{'a':1,'b':2})

總結: 對象之所以可以調用, 是因為對象的類中有一個函數__call__

推導: 如果一切皆對象, 那麼OldboyTeacher也是一個對象, 該對象之所可以調用, 肯定是這個對象的類中也定義了一個函數__call__

 1 class Mymeta(type):  # 但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就是只是一個普通的類
 2     def __call__(self, *args, **kwargs):  # self=OldboyTeacher這個類,args=('egon',18,'male'),kwargs={}
 3         # 1. 先產生一個空對象
 4         tea_obj = self.__new__(self)  # tea_obj是OldboyTeacher這個類的對象
 5         # 2. 執行__init__方法,完成對象的初始屬性操作
 6         self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
 7         # 3. 返回初始化好的那個對象
 8         return tea_obj
 9 
10 
11 class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
12     school = 'Oldboy'
13 
14     #            tea_obj,'egon',18,'male'
15     def __init__(self, name, age, sex):
16         self.name = name
17         self.age = age
18         self.sex = sex
19 
20     def score(self):
21         print('%s is scoring' % self.name)
22 
23 
24 tea1 = OldboyTeacher('egon', 18, 'male')  # 會觸發OldboyTeacher的類(即元類)中的__call__函數

實例化OldboyTeacher, 或者說調用OldboyTeacher:

1. 先產生一個空對象

2. 執行__init__方法, 完成對象的初始屬性操作

3. 返回初始化好的那個對象

推導: 調用OldboyTeacher(...)就是在調用OldboyTeacher的類中的__call__, 那麼在該__call__中就需要做上述三件事

 

 

自定義元類來控制類的調用(即類的實例化過程)

 1 class Mymeta(type):  # 但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就是只是一個普通的類
 2     def __call__(self, *args, **kwargs):  # self=OldboyTeacher這個類,args=('egon',18,'male'),kwargs={}
 3         # 1. 先產生一個空對象
 4         tea_obj = self.__new__(self)  # tea_obj是OldboyTeacher這個類的對象
 5         # 2. 執行__init__方法,完成對象的初始屬性操作
 6         self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
 7         # print(tea_obj.__dict__)
 8         tea_obj.__dict__ = {('_%s__%s' % (self.__name__, k)): v for k, v in tea_obj.__dict__.items()}
 9         # 3. 返回初始化好的那個對象
10         return tea_obj
11 
12 
13 class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
14     school = 'Oldboy'
15 
16     def __init__(self, name, age, sex):
17         self.name = name
18         self.age = age
19         self.sex = sex
20 
21     def score(self):
22         print('%s is scoring' % self.name)
23 
24 
25 tea1 = OldboyTeacher('egon', 18, 'male')  # 會觸發OldboyTeacher的類(即元類)中的__call__函數

 

 

屬性查找

 1 class Mymeta(type):  # 但凡繼承了type的類才能稱之為自定義的元類,否則就是只是一個普通的類
 2     n=444
 3     def __call__(self, *args, **kwargs):  # self=OldboyTeacher這個類
 4         # 1. 先產生一個空對象
 5         tea_obj = self.__new__(self)  # tea_obj是OldboyTeacher這個類的對象
 6         # print(self.__new__ is object.__new__)
 7         # tea_obj=object.__new__(self)
 8 
 9         # 2. 執行__init__方法,完成對象的初始屬性操作
10         self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
11         # 3. 返回初始化好的那個對象
12         return tea_obj
13 
14 
15 class Bar:
16     # n = 33
17     pass
18 
19 
20 class Foo(Bar):
21     # n = 222
22     pass
23 
24 
25 class OldboyTeacher(Foo, metaclass=Mymeta):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object,),{...})
26     # n = 111
27     school = 'Oldboy'
28 
29     def __init__(self, name, age, sex):
30         self.name = name  # None.name='egon'
31         self.age = age
32         self.sex = sex
33 
34     def score(self):
35         print('%s is scoring' % self.name)
36 
37     def __new__(cls, *args, **kwargs):
38         # print('=====>')
39         return super().__new__(cls)
40 
41 
42 tea1 = OldboyTeacher('egon', 18, 'male')
43 print(tea1.n)

 


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