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元类

一、元类
- 1.1 什么是元类
- 1.2 如何找元类
二、class底层原理分析
- 2.1 通过type来直接生成类
三、通过元类来控制类的产生
- 3.1自定义元类
四、通过元类控制类的调用过程
把对象的所有的属性变为私有
五、有了元类之后的属性查找

一、元类

1.1 什么是元类

在python中一切皆对象，类实际上就是一个一个的对象。
我们用class关键字定义的类本身也是一个对象，负责产生该对象的类称之为元类（元类可以简称为类的类）
type是内置的一个元类，所有的类都是由type实例化得到的。

如下，Person类也是一个对象，那么他一定是由一个类的实例化得到的，这个类就叫做元类。

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('分数是100')
a = Person  # 类也是一等公民
p = a('ocean')
print(p.name)

1.2 如何找元类

#利用print进行打印出
#type类是产生所有类的元类
print(type(p))#<class '__main__.Person'>
print(type(Person))#<class 'type'>
print(type(dict))#<class 'type'>
print(type(list))#<class 'type'>
print(type(str))#<class 'type'>
print(type(type))#<class 'type'>

二、class底层原理分析

class 类名，会把类构造出来。实际上实例化产生类，也是一个对象
类实例化产生对象，一定是：类名()

Person类是由type实例化产生，传入一堆参数

class Person:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('分数是100')
a = Person  # 类也是一等公民
p = a('ocean')
print(p.name)

type(object_or_name, bases, dict)
1. object_or_name,类的名字，是一个字符串
2. bases：是所有的父类（基类）
3. dict：名称空间是一个字典
class底层就是调用type来实例化产生类（对象）

2.1 通过type来直接生成类

可以不用class关键字

type(object_or_name, bases, dict)

object_or_name,类的名字，是一个字符串
bases：是所有的父类（基类）
dict：名称空间是一个字典

方法一

Person = type('Person',(object,),
              {'school': 'hnsf'})
print(Person.__dict__)
#{'school': 'hnsf', '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>, '__doc__': None}

方法二

exec("""
school = 'hnsf'
def __init__(self, name):
    self.name = name
def score(self):
    print('分数100分')
""",{},l)

Person = type('person',(object,),l)
print(Person.__dict__)
#{'school': 'hnsf', '__init__': <function __init__ at 0x000001C0FFD17318>, 'score': <function score at 0x000001C0FFD17168>, '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'person' objects>, '__doc__': None}

法三

def __init__(self,name):#魔法方法要先写好
    self.name = name
Person = type('Person',(object,),
              {'school': 'hnsf', '__init__':__init__})
print(Person.__dict__)
#{'school': 'hnsf', '__init__': <function __init__ at 0x00000226235673A8>, '__module__': '__main__', '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Person' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Person' objects>, '__doc__': None}
print(Person.__bases__)#(<class 'object'>,)

三、通过元类来控制类的产生

3.1自定义元类

自定义元类来控制类的产生，可以控制类名，可以控制类的继承父类

控制类的名称空间

自定义类必须继承type，写一个类继承type,这种类都叫元类

class Mymeta(type):# 产生的类作为一个对象，传给元类
    def __init__(self,*args,**kwargs):
        print(*args)#Person () {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Person', 'school': 'hnsf', '__init__': <function Person.__init__ at 0x000001C81E7D7558>, 'score': <function Person.score at 0x000001C81E7D75E8>}

        print(**kwargs)

metaclass = Mymeta#指定这个类生成的时候，用自己写的Mymeta这个元类
class Person(metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('ok')

class Mymeta(type):
    def __init__(self, name, bases, dic):
        print(self)
        # print(name)# 类名,Person
        print(self.__name__)  # 类名,Person
        # print(bases)# 类的父类,(<class 'object'>,)
        print(self.__bases__)  # 类的父类,(<class 'object'>,)
        # print(dic)
        print(self.__dict__)  # 类的名称空间,{'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Person', 'school': 'hnsf', '__init__': <function Person.__init__ at 0x000002D6F6337558>, 'score': <function Person.score at 0x000002D6F63375E8>}

metaclass = Mymeta  # 指定这个类生成的时候，用自己写的Mymeta这个元类
class Person(object, metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('ok')

练习一：

对产生的类进行限制，控制类必须以sb开头

class Mymeta(type):
    def __init__(self, name, bases, dic):
        if not name.startswith('sb'):
            raise Exception('类名没有以sb开口')

metaclass = Mymeta  # 指定这个类生成的时候，用自己写的Mymeta这个元类
class sbPerson(object, metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('ok')

练习二，类必须加注释

类的名称空间中的key值'__doc__'代表注释

class Mymeta(type):
    def __init__(self, name, bases, dic):
        print(self.__dict__["__doc__"])

metaclass = Mymeta  # 指定这个类生成的时候，用自己写的Mymeta这个元类
class sbPerson(object, metaclass=Mymeta):
    """
    我已经注释
    """
    school = 'hnsf'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('ok')

class Mymeta(type):
    def __init__(self, name, bases, dic):
        doc = self.__dict__["__doc__"]
        if not doc:
            raise Exception('你的类没有加注释')
        else:
            print(doc)

metaclass = Mymeta  # 指定这个类生成的时候，用自己写的Mymeta这个元类
class sbPerson(object, metaclass=Mymeta):
    """
    我已经注释
    """
    school = 'hnsf'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('ok')

四、通过元类控制类的调用过程

要想让obj这个对象变成一个可调用的对象，需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法，该方法会在调用对象时自动触发

控制类的调用过程，实际是在控制：对象的产生

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('ocean')
        return 95

class Person(object,metaclass=Mymeta):
    school = 'nasf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('100')

p = Person('chen')#ocean
print(p)#ocean 95

class Person():
    school = 'nasf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('100')
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('ocean')
p = Person('chen')#自动触发__init__的执行

class Person():
    school = 'nasf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('100')
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('ocean111')
p = Person('chen')
p()# 当元类没有自定义__call__的时候，而且自身定义了__call__的时候，那么对象加（）会触发

#先触发元类的__call__
# 当自身和自定义的元类都写了__call__方法的时候，先触发元类的__call__,并且不会生成对象

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('ocean')
        # return 95
#
#
# p = Person('chen')#ocean
# print(p)#ocean 95
class Person(metaclass=Mymeta):
    school = 'nasf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def score(self):
        print('100')
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('ocean111')
p = Person('chen')#不会生成p对象

练习:给我吧对象中的所有属性都设置成私有的

分析：

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        #实例化产生一个Person类的对象,借助__new__来产生,
        # 需要把类传过去,才能产生对象,只不过是空的
        obj = object.__new__(self)

class Person(object,metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
p = Person('name')
print(p)#None

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        #实例化产生一个Person类的对象,借助__new__来产生,
        # 需要把类传过去,才能产生对象,只不过是空的
        obj = object.__new__(self)
        #调用__init__方法完成初始化
        #类来调用__init__方法，就是一个普通函数，有几个参数就传几个参数
        # self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        #对象来调用__init__方法，对象的绑定方法，会把自身传过去
        obj.__init__(*args,**kwargs)
        print(obj)
        return obj

class Person(object,metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name
p = Person('name')
print(p)
print(p.name)

把对象的所有的属性变为私有

class Mymeta(type):
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        obj = object.__new__(self)
        obj.__init__(*args,**kwargs)
        print(obj.__dict__)#{'name': 'ocean'}

        obj.__dict__ ={'_%s__%s'%(self.__name__,k):v for k,v in obj.__dict__.items()}
        print(obj.__dict__)#{'_Person__name': 'ocean'}

        return obj


class Person(object,metaclass=Mymeta):
    school = 'hnsf'
    def __init__(self,name):
        self.name = name

p = Person(name='ocean')

print(p.__dict__)#{'_Person__name': 'ocean'}

五、有了元类之后的属性查找

类的属性查找顺序:先从类本身中找--->mro继承关系去父类中找---->去自己定义的元类中找--->type中--->报错
对象的属性查找顺序:先从对象自身找--->类中找--->mro继承关系去父类中找--->报错

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
        obj.__init__(*args, **kwargs)
        return obj


class Bar(object):
    # n=333
    pass

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

class Foo(Bar):
    # n=222
    pass

    # 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__')


o=OldboyTeacher('egon',18) #触发OldboyTeacher的类中的__call__方法的执行，进而执行self.__new__开始查找
print(OldboyTeacher.n)
# print(o.n)

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原文地址：https://www.cnblogs.com/SkyOceanchen/p/11454652.html