元類metaclass

来源:https://www.cnblogs.com/carlous/archive/2019/03/25/10596890.html
-Advertisement-
Play Games

一 什麼是元類 一切源自於一句話：python中一切皆為對象。讓我們先定義一個類，然後逐步分析 所有的對象都是實例化或者說調用類而得到的（調用類的過程稱為類的實例化），比如對象t1是調用類OldboyTeacher得到的。 如果一切皆為對象，那麼類OldboyTeacher本質也是一個對象，既然所有 ...


 

 一 什麼是元類

一切源自於一句話：python中一切皆為對象。讓我們先定義一個類，然後逐步分析

class OldboyTeacher(object):
    school='oldboy'

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

    def say(self):
        print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' %self.name)
t1=OldboyTeacher('egon',18)
print(type(t1)) #查看對象t1的類是<class '__main__.OldboyTeacher'>

所有的對象都是實例化或者說調用類而得到的（調用類的過程稱為類的實例化），比如對象t1是調用類OldboyTeacher得到的。

如果一切皆為對象，那麼類OldboyTeacher本質也是一個對象，既然所有的對象都是調用類得到的，那麼OldboyTeacher必然也是調用了一個類得到的，這個類稱為元類

print(type(OldboyTeacher)) # 結果為<class 'type'>，證明是調用了type這個元類而產生的OldboyTeacher，即預設的元類為type

 

二 class關鍵字創建類的流程分析

我們用class關鍵字定義的類本身也是一個對象，負責產生該對象的類稱之為元類（元類可以簡稱為類的類），內置的元類為type

class關鍵字在幫我們創建類時，必然幫我們調用了元類OldboyTeacher=type(...)，那調用type時傳入的參數是什麼呢？必然是類的關鍵組成部分，一個類有三大組成部分，分別是

1、類名class_name='OldboyTeacher'

2、基類們class_bases=(object,)

3、類的名稱空間class_dic，類的名稱空間是執行類體代碼而得到的

調用type時會依次傳入以上三個參數

#exec：三個參數

#參數一：包含一系列python代碼的字元串

#參數二：全局作用域（字典形式），如果不指定，預設為globals()

#參數三：局部作用域（字典形式），如果不指定，預設為locals()

#可以把exec命令的執行當成是一個函數的執行，會將執行期間產生的名字存放於局部名稱空間中
g={
    'x':1,
    'y':2
}
l={}

exec('''
global x,z
x=100
z=200

m=300
''',g,l)

print(g) #{'x': 100, 'y': 2,'z':200,......}
print(l) #{'m': 300}
exec模擬實現創建類

三 自定義元類控制類OldboyTeacher的創建和調用

　class Mymeta(type): # 只有繼承了type類才能稱之為一個元類，否則就是一個普通的自定義類

　　# def __init__(self,*args,**kwargs ):  # 簡寫
   #     super(Mymeta, self).__init__(*args,**kwargs)

　　# type的__call__會調用Mymeta的__init__和type代碼中的__new__創建OldboyTeacher對象（如果__new__沒有重寫）
    def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):  # class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta)時觸發 
        # print(self) #<class '__main__.OldboyTeacher'>
        # print(class_bases) #(<class 'object'>,)
        # print(class_dic) #{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'OldboyTeacher', 'school': 'oldboy', \
        #  '__init__': <function OldboyTeacher.__init__ at 0x102b95ae8>, 'say': <function OldboyTeacher.say at 0x10621c6a8>}
        super(Mymeta, self).__init__(class_name, class_bases, class_dic)  # 重用父類的功能

        if class_name.islower():
            raise TypeError('類名%s請修改為駝峰體' % class_name)

        if '__doc__' not in class_dic or len(class_dic['__doc__'].strip(' \n')) == 0:
            raise TypeError('類中必須有文檔註釋，並且文檔註釋不能為空')

    def __call__(cls, *args, **kwargs): # cls=<class '__main__.OldboyTeacher'> OldboyTeacher()的時候觸發執行
        # 1、調用__new__產生一個空對象obj
        obj = cls.__new__(cls)  # 此處的cls是類OldoyTeacher，必須傳參，代表創建一個OldboyTeacher的對象obj，

        # 2、調用__init__初始化空對象obj
        cls.__init__(obj, *args, **kwargs)

        # 3、返回初始化好的對象obj   就是OldboyTeacher()的實例化對象 old_tea
        return obj


class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):  # OldboyTeacher=Mymeta('OldboyTeacher',(object),{...})
    """
    類OldboyTeacher的文檔註釋
    """
    school = 'oldboy'

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

    def say(self):
        print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)


old_tea = OldboyTeacher(‘cp’,19)

簡單來說：（type指元類，預設就是type）

- 類的創建  （class 類 ）
　　type.__init__
- 對象的創建 （ 類() ）
　　type.__call__
　　　　- 類.__new__
　　　　- 類.__init__

如果一類自己或基類中指定了metaclass，那麼該類就是由metaclass指定的type或mytype創建。

 1 class MyType(type):
 2     def __init__(self,*args,**kwargs):
 3         print('111')
 4         super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)
 5 
 6 
 7 class Base(object, metaclass=MyType):
 8     pass
 9 
10 class Foo(Base):
11     pass
12 
13 # 列印兩次111
父類指定metaclass 
 1         class MyType(type):
 2         def __init__(self,*args,**kwargs):
 3             print('111')
 4             super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)
 5 
 6 
 7     # class Base(object, metaclass=MyType):
 8     #     pass
 9 
10     Base = MyType('Base',(object,),{})
11 
12     class Foo(Base):
13         pass
14 
15 # ============================
16 
17         class MyType(type):
18         def __init__(self,*args,**kwargs):
19             print('111')
20             super(MyType,self).__init__(*args,**kwargs)
21 
22 
23     def with_metaclass(arg):
24         Base = MyType('Base',(arg,),{})
25         return Base
26 
27     class Foo(with_metaclass(object)):
28         pass
兩種變形的metaclass指定方法

 

四 自定義元類的類屬性查找

我們用class自定義的類也全都是對象（包括object類本身也是元類type的 一個實例，可以用type(object)查看），我們學習過繼承的實現原理，如果把類當成對象去看，將下述繼承應該說成是：對象OldboyTeacher繼承對象Foo，對象Foo繼承對象Bar，對象Bar繼承對象object。

class Mymeta(type): 
    n=444

    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj

class Bar(object):
    n=333

class Foo(Bar):
    n=222

class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    n=111

    school='oldboy'

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


　　 def say(self):
        print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' %self.name)


print(OldboyTeacher.n) 
#自下而上依次註釋各個類中的n=xxx，然後重新運行程式，發現n的查找順序為OldboyTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type



於是屬性查找應該分成兩層，一層是對象層（基於c3演算法的MRO）的查找，另外一個層則是類層（即元類層）的查找。





#查找順序：
#1、先對象層：OldoyTeacher->Foo->Bar->object
#2、然後元類層：Mymeta->type





class Mymeta(type): 
    n=444

    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.OldboyTeacher'>
        obj=self.__new__(self)
        print(self.__new__ is object.__new__) #True


class Bar(object):
    n=333

    # def __new__(cls, *args, **kwargs):
    #     print('Bar.__new__')

class Foo(Bar):
    n=222

    # def __new__(cls, *args, **kwargs):
    #     print('Foo.__new__')

class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    n=111

    school='oldboy'

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

    def say(self):
        print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' %self.name)


    # def __new__(cls, *args, **kwargs):
    #     print('OldboyTeacher.__new__')


OldboyTeacher('egon',18) #觸發OldboyTeacher的類中的__call__方法的執行，進而執行self.__new__開始查找 


分析下元類Mymeta中__call__里的self.__new__的查找



總結，Mymeta下的__call__里的self.__new__在OldboyTeacher、Foo、Bar里都沒有找到__new__的情況下，會去找object里的__new__，而object下預設就有一個__new__，所以即便是之前的類均未實現__new__,也一定會在object中找到一個，根本不會、也根本沒必要再去找元類Mymeta->type中查找__new__

我們在元類的__call__中也可以用object.__new__(self)去造對象

但我們還是推薦在__call__中使用self.__new__（self）去創造空對象，因為這種方式會檢索三個類OldboyTeacher->Foo->Bar,而object.__new__則是直接跨過了他們三個


答案

 


五 案例


元類屬於python最深層的語言特性，一般開發中很少用到，下麵舉一些用到元類的案例。




# 自定義Form表單
class RegisterForm(Form):
    name = simple.StringField(
        label='用戶名',
        validators=[
            validators.DataRequired()
        ],
        widget=widgets.TextInput(),
        render_kw={'class': 'form-control'},
        # default='alex'
    )

# Form指定了元類，Form其子類也會繼承指定的元類。
class Form(with_metaclass(FormMeta, BaseForm)):
    Meta = DefaultMeta

# FormMeta源碼
class FormMeta(type):
    def __init__(cls, name, bases, attrs):
        type.__init__(cls, name, bases, attrs)  # 先重用父類的初始化方法，防止需要用到父類的功能
        cls._unbound_fields = None 
        cls._wtforms_meta = None

# 該源碼詳析請參見另一篇博文 


wtforms中Form

 


 


 


 


參考：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/8029564.html



              
	   




	

	
您的分享是我們最大的動力!




			 	

	
	

    


-Advertisement-
Play Games
     


	


    

    

    




	       	  

              
更多相關文章  

              

                   
    


				
  • 
				
    
			    	
    
				    	java鎖
			    	
    
					
    java鎖 1.樂觀鎖 2.悲觀鎖 3.自旋鎖 4.Synchronized同步鎖 synchronized 它可以把任意一個非 NULL 的對象當作鎖。他屬於獨占式的悲觀鎖，同時屬於可重入鎖。 Synchronized 作用範圍 Synchronized 核心組件 Synchronized實現 5 ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	OO-第一單元總結
			    	
    
					
    ————看，他已經敲了三次OO作業，精神仍然很好 1. 類的設計反思 筆者三次OO作業，每次都為如何設計類與類間關係而頭痛，回顧三次痛苦經歷，總結出如下原因： 分類不是源於需求而是拘泥於問題的錶面形式。 以第二、三次作業為例，我們將多項式拆分為單項式，繼而拆分為因數，卻難以給出如此拆分的理由。當我們 ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	Turtle庫的建立——漢諾塔
			    	
    
					
    Turtle庫的建立——漢諾塔 1、首先是要用遞歸方法來完成這個漢諾塔法則 2、其次，就要編程好代碼以及熟練掌握Turtle函數庫 一、 相關代碼如下： (盤子最多19個) 二、 試驗結果如下： 三、 實驗說明： 我們可以更改代碼（drawpole_1）這個函數中的 第一個t.goto中400可改為 ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	c語言數組放在main函數裡面和外面的區別
			    	
    
					
    最近a演算法題的時候碰到一道題：一個數列前三項都為1，之後每項的值等於前三項之和，求第20193024項的最後4位數字。一開始寫的代碼如下： 結果一直爆 Terminated due to signal: SEGMENTATION FAULT (11) 這個錯誤，改了好久沒改出來。之後在stackov ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	java多線程學習
			    	
    
					
    什麼是進程 進程是一個可執行的應用程式,任何進程都有一個主線程作為入口,是線程的集合 什麼是多線程 多線程可以提高效率,我們在電腦操作的時候,開多個視窗,並不是多線程併發,是cpu在切換,只不過速度很快,我們感覺不到,多線程是在同一個時刻同時進行 為什麼要使用多線程? 假設你有100桶水,你一個小時 ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	實驗1作業
			    	
    
					
    一、實驗目的 熟悉c語言集成開發環境 掌握c程式結構，熟悉c程式編碼規範 掌握c程式編寫、編譯、運行、調試方法 掌握基本數據類型、常量、變數的使用 掌握常用運算符用法，掌握表達式求值規則 二、實驗準備 實驗前，請圍繞以下內容複習教材第1章、第2章相關內容： 1. 一個完整的c程式結構和書寫規範（教材 ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	activemq整合springboot使用(個人微信小程式用)
			    	
    
					
    1.引入依賴 org.springframework.boot spring boot starter parent 1.5.3.RELEASE <! lookup parent from repository org.springframework.boot spring boot starter ...
    
				
    
		    
  • 
				
    
			    	
    
				    	java常見異常（轉載）
			    	
    
					
    版權聲明： https://blog.csdn.net/qq_32595075/article/details/80059834一般面試中java Exception（runtimeException ）是必會被問到的問題常見的異常列出四五種，是基本要求。更多的。。。。需要註意積累了 常見的幾種如下 ...
    
				
    
		    
    • 
				 
		  
  
                  

              

          



		
        

        
        

            
 







    
一周排行

    

         
    

 
    -Advertisement-
    Play Games
    	   
	
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP
			            	
    
				        	
    移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP 對於工作多年的C#程式員來說，近來想嘗試開發一款安卓APP，考慮了很久最終選擇使用.NET MAUI這個微軟官方的框架來嘗試體驗開發安卓APP，畢竟是使用Visual Studio開發工具，使用起來也比較的順手，結合微軟官方的教程進行了安卓 ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        wpf ToggleButton選中效果和一個登錄界面
			            	
    
				        	
    前言 QuestPDF 是一個開源 .NET 庫，用於生成 PDF 文檔。使用了C# Fluent API方式可簡化開發、減少錯誤並提高工作效率。利用它可以輕鬆生成 PDF 報告、發票、導出文件等。 項目介紹 QuestPDF 是一個革命性的開源 .NET 庫，它徹底改變了我們生成 PDF 文檔的方 ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        彈幕樹洞項目功能新增篇
			            	
    
				        	
    項目地址 項目後端地址： https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址： ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址： http://tree ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        第27篇 sqlserver2022詳細安裝步驟
			            	
    
				        	
    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        .NET 開源高性能 MQTT 類庫
			            	
    
				        	
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
			            	
    
				        	
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
			            	
    
				        	
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
			            	
    
				        	
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
			            	
    
				        	
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
    
			         	
    
		            
  • 
			        	
    
			    	        
    
				    	        第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
			            	
    
				        	
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
    
			         	
    
		            
    • 										 





		        	
                 	
                 			        

    





    
所有分類