Python中類創建和實例化過程

来源:https://www.cnblogs.com/xxpythonxx/p/18215841
-Advertisement-
Play Games

目的：求多個集合之前的並集，例如：現有四個集合C1 = {11, 22, 13, 14}、C2 = {11, 32, 23, 14, 35}、C3 = {11, 22, 38}、C4 = {11, 22, 33, 14, 55, 66}，則它們之間的並集應該為： C1 & C2 & C3 = {11 ...


一、 type()

1、創建類的兩種方式

方式一

class MyClass(object):
    def func(self,name):
        print(name)

myc = MyClass()

print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

我們創建了一個名為MyClass的類，並實例化了這個類，得到其對象myc

上面代碼列印的結果為：

<class '__main__.MyClass'>    <class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0288F8F0>   <class '__main__.MyClass'>

type()函數可以查看一個類型或變數的類型，MyClass是一個class，它的類型就是type，而myc是一個實例，它的類型就是class MyClass。

我們說class的定義是運行時動態創建的，而創建class的方法就是使用type()函數。

type()函數既可以返回一個對象的類型，又可以創建出新的類型，比如，我們可以通過type()函數創建出MyClass類，而無需通過Class MyClass(object)...的定義：

方式二

動態創建類
type(類名, 父類的元組（針對繼承的情況，可以為空），包含屬性的字典（名稱和值）)

def fn(self, name='world'): # 先定義函數
    print('Hello, %s.' % name)

MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':fn}) # 創建MyClass類,得到一個type的類對象
# MyClass = type('MyClass', (object,), {'func':lambda self,name:name}) # 創建MyClass類

myc=MyClass()

print(MyClass, type(MyClass))
print(myc, type(myc))

列印結果：

<class '__main__.MyClass'> 　　<class 'type'>
<__main__.MyClass object at 0x0364B830> 　　<class '__main__.MyClass'>

要創建一個class對象，type()函數依次傳入3個參數：

  • class的名稱；
  • 繼承的父類集合，註意Python支持多重繼承，如果只有一個父類，別忘了tuple的單元素寫法；
  • class的方法名稱與函數綁定，這裡我們把函數fn綁定到方法名func上。

通過type()函數創建的類和直接寫class是完全一樣的，因為Python解釋器遇到class定義時，僅僅是掃描一下class定義的語法，然後調用type()函數創建出class。

type就是創建類對象的類。你可以通過檢查__class__屬性來看到這一點。Python中所有的東西，註意，我是指所有的東西——都是對象。這包括整數、字元串、函數以及類。它們全部都是對象，而且它們都是從一個類(元類，預設為type，也可以自定製)創建而來。type也是由type創建。。

二、元類（metaclass）

除了使用type()動態創建類以外，要控制類的創建行為，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，就可以根據這個類創建出實例，所以：先定義類，然後創建實例。

但是如果我們想創建出類呢？那就必鬚根據metaclass創建出類，所以：先定義元類（不自定義時，預設用type），然後創建類。

連接起來就是：先定義metaclass，就可以創建類，最後創建實例。

所以，metaclass允許你創建類或者修改類。換句話說，你可以把類看成是元類創建出來的“實例”。

預設情況下，類是使用type()構造的。類主體在一個新的名稱空間中執行，類名在本地綁定到類型的結果(名稱、基、名稱空間)。

可以通過在類定義行中傳遞元類關鍵字參數來定製類創建過程，或者從包含此類參數的現有類繼承。在下麵的示例中，MyClass和MySubclass都是Meta的實例:

class Meta(type):
    pass

class MyClass(metaclass=Meta):
    pass

class MySubclass(MyClass):
    pass

使用metaclass的兩種方式

class MyType(type):　　# 自定義一個type的派生類
    def __init__(self,*args,**kwargs):
　　　　print('xx')
       super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        obj = cls.__new__(cls,*args, **kwargs)
        cls.__init__(obj,*args, **kwargs)
        return obj

def with_metaclass(base):
    return MyType("MyType2",(base,),{})

# 方式一
class Foo(metaclass=MyType):　　# metaclass=MyType,即指定了由MyType創建Foo類，當程式運行，用到class Foo時，即調用MyType的__init__方法，創建Foo類
    def __init__(self,name):
        self.name = name


#方式二    在Flask的wtform的源碼中用到過
# class Foo(with_metaclass(object)):
#     def __init__(self,name):
#         self.name = name


a=Foo('name')

方式一:即用類的形式

執行代碼後，當遇到class Foo時即聲明要創建一個Foo類，就會調用type的__init__方法創建類，由於此處（metaclass=MyType），即指定了Foo類的創建方式，所以會執行type的派生類MyType的__init__方法，創建Foo類，列印一次'xx'

  • 一般情況下, 如果你要用類來實現metaclass的話，該類需要繼承於type，而且通常會重寫type的__new__方法來控制創建過程。

  • 在metaclass裡面定義的方法會成為類的方法，可以直接通過類名來調用

方式二：用函數的形式

構建一個函數，返回一個type的派生類對象，例如叫type的派生類, 需要3個參數：name, bases, attrs

  • name: 類的名字
  • bases: 基類，通常是tuple類型
  • attrs: dict類型，就是類的屬性或者函數

metaclass 原理

1.基礎

metaclass的原理其實是這樣的：當定義好類之後，創建類的時候其實是調用了type的__new__方法為這個類分配記憶體空間，創建好了之後再調用type的__init__方法初始化（做一些賦值等）。所以metaclass的所有magic其實就在於這個__new__方法裡面了。

說說這個方法：__new__(cls, name, bases, attrs)

  • cls: 將要創建的類，類似與self，但是self指向的是instance，而這裡cls指向的是class

  • name: 類的名字，也就是我們通常用類名.__name__獲取的。

  • bases: 基類

  • attrs: 屬性的dict。dict的內容可以是變數(類屬性），也可以是函數（類方法）。

所以在創建類的過程，我們可以在這個函數裡面修改name，bases，attrs的值來自由的達到我們的功能。這裡常用的配合方法是

getattr和setattr（just an advice)

2.查找順序

元類是由以下優先規則決定的:

如果“元類”存在，它就被使用了。

否則，如果至少有一個基類，則使用它的元類(這首先查找類屬性，如果沒有找到，則使用它的類型)。

否則，如果一個名為元類的全局變數存在，就會使用它。

三、 __init__，__new__，__call__三個特殊方法

  • __new__： 對象的創建，是一個靜態方法，第一個參數是cls。(想想也是，不可能是self，對象還沒創建，哪來的self),其必須要有返回值，返回實例化出來的實例，需要註意的是，可以return父類__new__()出來的實例，也可以直接將object的__new__()出來的實例返回。

  • __init__ ： 對象的初始化， 是一個實例方法，第一個參數是self，該self參數就是__new__()返回的實例，__init__()在__new__()的基礎上可以完成一些其它初始化的動作，__init__()不需要返回值。

  • __call__ ： 對象可call，註意不是類，是對象。

1.對於__new__

class Bar(object):
    pass

class Foo(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return Bar()

print(Foo())

列印結果為：

<__main__.Bar object at 0x0090F930>

可以看到，輸出來是一個Bar對象。

__new__方法在類定義中不是必須寫的，如果沒定義，預設會調用object.__new__去創建一個對象。如果定義了，就是會覆蓋,使用自定義的，這樣就可以自定製創建對象的行為。

2.對於__init__

class Person(object):

  def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age
    print('執行__init__')

  def __new__(cls, *args, **kwargs):
      obj = object.__new__(cls) # 創建對象
      print('執行__new__方法')
      return obj

p1 = Person('hc', 24)
print(p1)

列印結果：

執行__new__方法
執行__init__
<__main__.Person object at 0x028EB830>

__init__ 方法通常用在初始化一個類實例的時候，但__init__其實不是實例化一個類的時候第一個被調用 的方法。當使用 Persion(name, age) 這樣的表達式來實例化一個類時，最先被調用的方法 其實是 __new__ 方法。從列印結果就可以看出來

若__new__()沒有正確返回當前類cls的實例，那__init__()將不會被調用，即使是父類的實例也不行。

3.對於__call__

　　對象通過提供__call__(slef, *args ,**kwargs)方法可以模擬函數的行為，如果一個對象x提供了該方法，就可以像函數一樣使用它，也就是說x(arg1, arg2...) 等同於調用x.__call__(self, arg1, arg2) 。

class Foo(object): 
  def __call__(self): 
    pass 
#學習中遇到問題沒人解答？小編創建了一個Python學習交流群：153708845 
f = Foo()    #類()，即執行元類的__call__
f()    #對象()，即執行Foo的__call__

4、實例化對象的完整過程

class Foo(Bar):
    pass

當我們寫如這段代碼時，Python做瞭如下的操作：

Foo中有metaclass這個屬性嗎？如果是，Python會在記憶體中通過metaclass創建一個名字為Foo的類對象（我說的是類對象，請緊跟我的思路）。如果Python沒有找到metaclass，它會繼續在Bar（父類）中尋找metaclass屬性，並嘗試做和前面同樣的操作。如果Python在任何父類中都找不到metaclass，它就會在模塊層次中去尋找metaclass，並嘗試做同樣的操作。如果還是找不到metaclass,Python就會用內置的type來創建這個類對象。

把上面這段話反覆讀幾次，現在的問題就是，你可以在metaclass中放置些什麼代碼呢？

答案就是：可以創建一個類的東西。

那麼什麼可以用來創建一個類呢？

type，或者任何使用到type或者子類化type的東東都可以。

以上面的代碼為例，我們實例化一個對象obj=Foo()時，會先執行Foo類的__new__方法，沒寫時，用父類的__new__方法，創建一個對象，並返回，然後執行__init__方法（自己有就用自己的，沒有就用父類的），對創建的對象進行初始化。

obj()會執行Foo類的__call__方法，沒有則用父類的

我們現在已經知道，類也是對象，是元類的對象，即我們實例化一個類時，調用其元類的__call__方法。

元類處理過程：定義一個類時，使用聲明或者預設的元類對該類進行創建，對元類求type運算，得到父元類（該類聲明的元類的父元類），調用父元類的__call__函數，在父元類的__call__函數中, 調用該類聲明的元類的__new__函數來創建對象（該函數需要返回一個對象（指類）實例），然後再調用該元類的__init__初始化該對象（此處對象是指類，因為是元類創建的對象），最終返回該類

1.對象是類創建，創建對象時候類的__init__方法自動執行，對象()執行類的__call__方法
2.類是type創建，創建類時候type的__init__方法自動執行，類() 執行type的 __call__方法(類的__new__方法,類的__init__方法)

原始type的__call__應該是參數結構應該是：

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__new__

metaname, clsname, baseclasses, attrs

原始type的__init__

class_obj, clsname, baseclasses, attrs

元類的__new__和__init__影響的是創建類對象的行為，父元類的__call__控制對子元類的 __new__，__init__的調用，就是說控制類對象的創建和初始化。父元類的__new__和__init__由更上層的控制，

一般來說，原始type是最初的父元類，其__new__和__init__是具有普遍意義的，即應該是分配記憶體、初始化相關信息等

元類__call__影響的是創建類的實例對象的行為，此時如果類自定義了__new__和__init__就可以控制類的對象實例的創建和初始化

__new__和__init__ 影響的是創建對象的行為，當這些函數在元類中時，影響創建的是類；同理，當這倆個函數在普通類中時，影響創建的是普通的對象實例。

__call__ 影響()調用行為, __call__是在創建類的時候調用，即: class Test(object): __metaclass__=type, 定義類時就是創建類，此時會調用元類的__call__，如果元類有繼承，子元類定義時執行的是父元類的__call__。
如果是普通類實例化對象，調用的是普通類的__call__


您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 七種常見的面向對象設計原則
    設計原則名稱 定義 使用頻率 單一職責原則 一個類只負責一個功能領域中的相應職責 四顆星 開閉原則 軟體實體應對擴展開發，而對修改關閉 五顆星 里氏代換原則 所有引用基類對象的地方能夠透明地使用其子類的對象 五顆星 依賴倒轉原則 抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象 五顆星 介面隔離原則 使用多 ...
  • 中外程式員到底有啥區別？
    中國程式員的特點 中國程式員的最大優點是非常勤奮。中國互聯網行業有句話叫：“they earn a lot of money but die early”（賺得多死得早）。由於工作強度大，經常有程式員突然去世的新聞報道。 996 工作制度：中國程式員通常實行“996”工作制度（即每天工作從早9點到晚 ...
  • Nginx R31 doc-13-Limiting Access to Proxied HTTP Resources 訪問限流
    前言 大家好，我是老馬。很高興遇到你。 我們為 java 開發者實現了 java 版本的 nginx https://github.com/houbb/nginx4j 如果你想知道 servlet 如何處理的，可以參考我的另一個項目： 手寫從零實現簡易版 tomcat minicat 手寫 ngin ...
  • NumPy 二項分佈生成與 Seaborn 可視化技巧
    二項分佈是描述固定次數獨立試驗中成功次數的概率分佈，常用於分析二元結果的事件，如拋硬幣。分佈由參數 n（試驗次數）、p（單次成功概率）和 k（成功次數）定義。概率質量函數 P(k) = C(n, k) * p^k * (1 - p)^(n - k)。NumPy 的 `random.binomial(... ...
  • Spring AI 初學
    Spring AI 初學 Spring AI 官方地址 ”spring 不生產 AI，只是 AI 工具的搬運工“ 項目可以查看gitee Open AI 前期準備 Open AI官方地址，需要使用魔法才能打開，同時購買很麻煩，建議淘寶進行購買，只需要購買 open ai 的 apikey 即可。 a ...
  • 發票信息秒級識別：讓財稅工作更輕鬆
    在財稅工作中，處理髮票信息是一項繁瑣而重要的任務。然而，藉助先進的技術，我們可以將這個過程簡化並提高效率。今天，我將介紹一個API介面，它可以在秒級內識別發票信息，讓財稅工作變得更輕鬆。 這個API介面是由挖數平臺提供的，你可以在他們的網站上找到詳細的信息。它支持對多種類型的發票進行結構化識別，包括 ...
  • Modern Pascal is Still in the Race （Modern Pascal 仍在競賽中）
    一、爬取目標 小紅書是眾多客戶的流量藍海，可通過評論區數據高效引流獲客。我用python開發的爬蟲採集軟體，可自動抓取小紅書評論數據，並且含二級評論數據。 為什麼有了源碼還開發界面軟體呢？方便不懂編程代碼的小白用戶使用，無需安裝python，無需改代碼，雙擊打開即用！ 1.1 效果截圖 軟體界面截圖 ...
  • 公司剛入職了一名 Java 中級開發，短短 4 行代碼居然湊齊了 3 個 bug！我哭了~~
    作者：l拉不拉米 鏈接：https://juejin.cn/post/7031445206152577061 一、前言 公司剛入職了一名中級Java開發，經過一個星期的適應學習，各方面表現還不錯，於是分配了一個小的迭代給新人做。 需求很簡單，把從第三方拉取的數據匹配到自身公司後臺設置的渠道後，聚合到 ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • WPF 已知問題 監聽 WMI 事件導致觸摸失效
    示例項目結構 在 Visual Studio 中創建一個 WinForms 應用程式後，項目結構如下所示： MyWinFormsApp/ │ ├───Properties/ │ └───Settings.settings │ ├───bin/ │ ├───Debug/ │ └───Release/ ...
  • [STAThread]特性
    [STAThread] 特性用於需要與 COM 組件交互的應用程式，尤其是依賴單線程模型（如 Windows Forms 應用程式）的組件。在 STA 模式下，線程擁有自己的消息迴圈，這對於處理用戶界面和某些 COM 組件是必要的。 [STAThread] static void Main(stri ...
  • UWP WinUI3 傳入 AddHandler 的 RoutedEventHandler 類型與事件所需不匹配將拋出參數異常
    在WinForm中使用全局異常捕獲處理 在WinForm應用程式中，全局異常捕獲是確保程式穩定性的關鍵。通過在Program類的Main方法中設置全局異常處理，可以有效地捕獲並處理未預見的異常，從而避免程式崩潰。 註冊全局異常事件 [STAThread] static void Main() { / ...
  • .NET 多版本 WinForm 開源控制項庫 SunnyUI
    前言 給大家推薦一款開源的 Winform 控制項庫，可以幫助我們開發更加美觀、漂亮的 WinForm 界面。 項目介紹 SunnyUI.NET 是一個基於 .NET Framework 4.0+、.NET 6、.NET 7 和 .NET 8 的 WinForm 開源控制項庫，同時也提供了工具類庫、擴展 ...
  • .net core8 使用Swagger（附當前源碼）
    說明 該文章是屬於OverallAuth2.0系列文章，每周更新一篇該系列文章（從0到1完成系統開發）。 該系統文章，我會儘量說的非常詳細，做到不管新手、老手都能看懂。 說明：OverallAuth2.0 是一個簡單、易懂、功能強大的許可權+可視化流程管理系統。 有興趣的朋友，請關註我吧(*^▽^*) ...
  • WPF 什麼時候 VisualTreeHelper.GetDescendantBounds 將返回無窮大
    一、下載安裝 1.下載git 必須先下載並安裝git，再TortoiseGit下載安裝 git安裝參考教程：https://blog.csdn.net/mukes/article/details/115693833 2.TortoiseGit下載與安裝 TortoiseGit，Git客戶端，32/6 ...
  • C# 開源教程帶你輕鬆掌握數據結構與演算法
    前言 在項目開發過程中，理解數據結構和演算法如同掌握蓋房子的秘訣。演算法不僅能幫助我們編寫高效、優質的代碼，還能解決項目中遇到的各種難題。 給大家推薦一個支持C#的開源免費、新手友好的數據結構與演算法入門教程：Hello演算法。 項目介紹 《Hello Algo》是一本開源免費、新手友好的數據結構與演算法入門 ...
  • 第22篇 生成proto文件bat腳本
    1.生成單個Proto.bat內容 @rem Copyright 2016, Google Inc. @rem All rights reserved. @rem @rem Redistribution and use in source and binary forms, with or with ...
  • 記一次 .NET某上位機視覺程式 卡死分析
    一：背景 1. 講故事 前段時間有位朋友找到我，說他的窗體程式在客戶這邊出現了卡死，讓我幫忙看下怎麼回事？dump也生成了，既然有dump了那就上 windbg 分析吧。 二：WinDbg 分析 1. 為什麼會卡死 窗體程式的卡死，入口門檻很低，後續往下分析就不一定了，不管怎麼說先用 !clrsta ...
  • 醫學DICOM文件與PACS系統進行數據傳輸
    前言 人工智慧時代，人臉識別技術已成為安全驗證、身份識別和用戶交互的關鍵工具。 給大家推薦一款.NET 開源提供了強大的人臉識別 API，工具不僅易於集成，還具備高效處理能力。 本文將介紹一款如何利用這些API，為我們的項目添加智能識別的亮點。 項目介紹 GitHub 上擁有 1.2k 星標的 C# ...
所有分類