python元類

在大多數編程語言中,類就是一組用來描述如何生成一個對象的代碼段。在Python中這一點仍然成立類也是對象。但是,Python中的類還遠不止如此。類同樣也是一種對象。是的,沒錯,就是對象。只要你使用關鍵字class,Python解釋器在執行的時候就會創建一個對象。類是一組用來描述如何生成一個對象的代碼段。

class Dog():
    pass


d1 = Dog()
print(type(d1))
print(type(Dog))
print(type(type))

結果如下:



d1是有Dog創建的,所以他是Dog的類。Dog是type的類,而type還是type的類。所以說類也是對象。因為類也是對象,就像其他任何對象一樣,可以在運行時動態的創建。
首先可以在函數中創建類,使用class關鍵字即可。

def CreatClass(name):
    if name ==  'foo':
        class Foo(object):
            pass
        return Foo
    else:
        class Koo(object):
            pass
        return Koo

t1 = CreatClass('foo')
print(t1)
t2 = CreatClass('xx')
print(t2)

結果如下:



這顯然不夠動態,因為仍然需要自己編寫整個類的代碼。由于類是由type創建的,type可以接受一個類的描述作為參數,然后返回一個類。因此,可以直接用type手動創建類。

'''
使用type創建類
type('類名',(繼承的父類(可以為空)),{屬性(名稱和值)或者方法(方法名和方法)})
'''
Person = type('Person',(),{})
print(Person)
print(dir(Person))

People = type('People',(object,),{'name':'小明','age':'18'})
print(People)
print(dir(People))

def show(self):
    print('姓名:%s 年齡:%s'%(self.name,self.age))

Dog = type('Dog',(),{'name':'小白','age':'3','show':show})
d1 = Dog()
print(dir(d1))
d1.show()

結果如下:


dir()是查看類的所以屬性和方法,截圖截不完,后看到后兩個dir的顯示會有name和age的屬性,同時最后一個還有一個show。需要注意的是元組中添加父類時,如果只有一個,需要加逗號。
元類就是用來創建類的“東西”。python中所有的東西(包括整數、函數、字符串等等)都是對象。
MyClass = MetaClass() #使用元類創建一個對象,這個對象稱為‘類’
MyObject = MyClass() #使用‘類’來創建實例對象
以上代碼可以這樣寫:
Myclass = type(‘Myclass’,(),{})
函數type實際上是一個元類,type就是python在背后用來創建所有類的元類。使用class可以查看屬性

可以看到,a屬于字符串類型,而字符串類型又屬于type類型。如果再加一個class會發現type還是屬于type。
在定義一個類時,可以添加metaclass屬性。
創建方案一:
class Foo ()
  methclass = something
  pass
對比創建方案二:
class Foo(Father):
  pass
如果使用創建方案一,python就會用元類來創建類Foo。首先,寫下class Foo(),但是類Foo還沒有在內存中創建。python會在類的定義中尋找metaclass屬性,如果找到了,Python就會用它來創建類Foo,如果沒有找到,就會用內建的type來創建這個類。如果選用創建方案二,python將做如下操作:
1、Foo中有metaclass這個屬性嗎?如果有,Python會通過metaclass創建一個名字為Foo的類(對象)
2、如果Python沒有找到metaclass,它會繼續在Father(父類)中尋找metaclass屬性,并嘗試做和前面同樣的操作。
3、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,并嘗試做同樣的操作。
4、如果還是找不到metaclass,Python就會用內置的type來創建這個類對象。
那可以在metaclass中添加什么代碼?比如,你決定在你的模塊里所有的類的屬性都應該是大寫形式。有好幾種方法可以辦到,但其中一種就是通過在模塊級別設定metaclass。采用這種方法,這個模塊中的所有類都會通過這個元類來創建,我們只需要告訴元類把所有的屬性都改成大寫形式就萬事大吉了。

def upper_attr(future_class_name, future_class_parents, future_class_attr):
    print(future_class_name)          #類名
    print(future_class_parents)       #父類
    print(future_class_attr)          #屬性
    #遍歷屬性字典,把不是__開頭的屬性名字變為大寫
    newAttr = {}
    for name,value in future_class_attr.items():
        if not name.startswith("__"):
            newAttr[name.upper()] = value

    #調用type來創建一個類
    return type(future_class_name, future_class_parents, newAttr)


class Foo(object, metaclass = upper_attr):
    bar = 'bip'
    def haha(self):
        pass

print(hasattr(Foo, 'bar'))
# 輸出: False
print(hasattr(Foo, 'BAR'))
# 輸出:True
print(hasattr(Foo, 'haha'))
# 輸出: False
print(hasattr(Foo, 'HAHA'))
# 輸出:True
f = Foo()
print(f.BAR)
# 輸出:'bip'

結果如下:



這次用一個class來當元類。

class UpperAttrMetaClass(type):
    # __new__ 是在__init__之前被調用的特殊方法
    # __new__是用來創建對象并返回之的方法
    # 而__init__只是用來將傳入的參數初始化給對象
    # 你很少用到__new__,除非你希望能夠控制對象的創建
    # 這里,創建的對象是類,我們希望能夠自定義它,所以我們這里改寫__new__
    def __new__(cls, future_class_name, future_class_parents, future_class_attr):
        # 遍歷屬性字典,把不是__開頭的屬性名字變為大寫
        newAttr = {}
        for name, value in future_class_attr.items():
            if not name.startswith("__"):
                newAttr[name.upper()] = value
        # 方法3:使用super方法
        return super(UpperAttrMetaClass, cls).__new__(cls, future_class_name, future_class_parents, newAttr)


class Foo(object, metaclass=UpperAttrMetaClass):
    bar = 'bip'

    def haha(self):
        pass

print(hasattr(Foo, 'bar'))
# 輸出: False
print(hasattr(Foo, 'BAR'))
# 輸出:True
print(hasattr(Foo, 'haha'))
# 輸出: False
print(hasattr(Foo, 'HAHA'))
# 輸出:True
f = Foo()
print(f.BAR)
# 輸出:'bip'

結果如下:



以上就是關于元類的總結。

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