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python->元类

python->元类

作者: 也是如此 | 来源:发表于2018-10-19 16:48 被阅读15次

    一切皆对象,元类是用来定义和构建类型的,所以说,万物起始->元类

    1 类:也是对象

    在大多数编程语言中,类就是一组用来描述如何生成一个对象的代码段,在python中这一点仍然成立,但是,python中的类远远不止如此。类同样也是一种对象,没错,类就是一种对象,只要你使用关键字class,python解释器在执行的时候就会创建一个对象。

    >>>class ObjectCreator(object):
              pass
    

    如上面的代码块,python解释器将在内存中创建一个对象,名字就是ObjectCreator,这个对象(类对象ObjectCreator)拥有创建
    拥有创建对象(实例对象)的能力,但是,它的本质仍然是一个对象,可以对它做下面的操作

    • 将它赋值给一个变量
    • 拷贝它
    • 为它增加属性
    • 将它作为函数参数进行传递
      ex:
    1. print ObjectCreator   #你可以打印一个类,因为它其实也是一个对象
    >>>  <class '__main__.ObjectCreator'>
    
    2. def echo(o):
    
      print(o)
    echo(ObjectCreator)   #你可以将类作为参数传递给函数
    >>><class '__main__.ObjectCreator'>
    ........
    

    2. 类的动态创建

    因为类也是对象,所以可以在运行时动态的创建它们,就像其他任何对象一样,首先,可以在函数中创建类,使用class关键字即可。

     def choose_class(name):
           if name == 'foo':
               class Foo(object):
                   pass
               return Foo     # 返回的是类,不是类的实例
           else:
              class Bar(object):
                  pass
               return Bar
    

    但这还不够动态,因为你仍然需要自己编写整个类的代码。由于类也是对象,所以它们必须是通过什么东西来生成的才对。当你使用class关键字时,Python解释器自动创建这个对象。但就和Python中的大多数事情一样,Python仍然提供给你手动处理的方法。

    通过内建函数type,可以知道一个对象的类型是什么

    ex:

    print(type(123))    #数值的类型
    >>>>  <type 'int'>
    
    print(type("123"))    #字符串类型
    
    >>>> <type 'str'>
    
     print type(ObjectCreator())  #实例对象的类型
    >>>>  <class '__main__.ObjectCreator'>
    
    

    3. type创建类,属性,方法

    type还有一种完全不同的功能,动态的创建类
    type可以接受一个类的描述作为参数,然后返回一个类(要知道,根据传入参数的不同,同一个函数拥有两种完全不同的用法是一件很傻的事,但这在python中是为了保持向后兼容性)
    type可以这样用:type(类名,由父类名称组成的元组(针对继承的情况,可以为空),包含属性的字典(名称和值))

    4. 再说元类

    元类就是用来创建类的“东西”。你创建类就是为了创建类的实例对象,不是吗?但是我们已经学习到了Python中的类也是对象。
    元类就是用来创建这些类(对象)的,元类就是类的类,你可以这样理解为:

    MyClass = MetaClass() #使用元类创建出一个对象,这个对象称为“类”
    MyObject = MyClass() #使用“类”来创建出实例对象
    你已经看到了type可以让你像这样做:
    MyClass = type('MyClass', (), {})
    

    这是因为函数type实际上是一个元类。type就是Python在背后用来创建所有类的元类。现在你想知道那为什么type会全部采用小写形式而不是Type呢?好吧,我猜这是为了和str保持一致性,str是用来创建字符串对象的类,而int是用来创建整数对象的类。type就是创建类对象的类。你可以通过检查class属性来看到这一点。Python中所有的东西,注意,我是指所有的东西——都是对象。这包括整数、字符串、函数以及类。它们全部都是对象,而且它们都是从一个类创建而来,这个类就是type。

    5. metaclass

    你可以在定义一个类的时候为其添加metaclass属性。

    class Foo(object):
    __metaclass__ = something…
        ...pass...
    

    如果你这么做了,Python就会用元类来创建类Foo。小心点,这里面有些技巧。你首先写下class Foo(object),但是类Foo还没有在内存中创建。Python会在类的定义中寻找metaclass属性,如果找到了,Python就会用它来创建类Foo,如果没有找到,就会用内建的type来创建这个类。把下面这段话反复读几次。当你写如下代码时 :

    class Foo(Bar):
        pass
    
    

    Python做了如下的操作:
    Foo中有metaclass这个属性吗?如果是,Python会通过metaclass创建一个名字为Foo的类(对象)
    如果Python没有找到metaclass,它会继续在Bar(父类)中寻找metaclass属性,并尝试做和前面同样的操作。
    如果Python在任何父类中都找不到metaclass,它就会在模块层次中去寻找metaclass,并尝试做同样的操作。
    如果还是找不到metaclass,Python就会用内置的type来创建这个类对象。
    现在的问题就是,你可以在metaclass中放置些什么代码呢?答案就是:可以创建一个类的东西。那么什么可以用来创建一个类呢?type,或者任何使用到type或者子类化type的东东都可以

    6. 自定义元类

    元类的主要目的就是为了当创建类时能够自动地改变类。通常,你会为API做这样的事情,你希望可以创建符合当前上下文的类。
    假想一个很傻的例子,你决定在你的模块里所有的类的属性都应该是大写形式。有好几种方法可以办到,但其中一种就是通过在模块级别设定metaclass。采用这种方法,这个模块中的所有类都会通过这个元类来创建,我们只需要告诉元类把所有的属性都改成大写形式就万事大吉了。幸运的是,metaclass实际上可以被任意调用,它并不需要是一个正式的类。

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