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  • python中的元类介绍

    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中也是成立的。

    class ObjectCreator:
    	pass
    	
    my_object = ObjectCreator()
    print(my_object)
    """
    输出结果:
    <__main__.ObjectCreator object at 0x037DACD0>
    """
    

    但是,python的类不止于此,类同样也是一种对象。

    class ObjectCreator:
    	pass
    

    上面的代码段将在内存中创建一个对象,名字就叫做ObjectCreator。这个对象(类对象ObjectCreator)拥有创建对象(实例对象)的能力,但它本质上仍然还是一个对象,于是你就可以对它做如下的操作:

    • 给它复制一个变量
    • 拷贝它
    • 给它增加属性
    • 将它作为函数参数传递
      示例代码:
    class ObjectCreator:
        pass
    # 把它赋值给一个变量
    a = ObjectCreator
    print(a) # <class '__main__.ObjectCreator'>
    # 作为函数参数传递
    def echo(o):
        print(o)
        
    echo(ObjectCreator) # <class '__main__.ObjectCreator'>
    

    动态的创建类

    因为类也是对象,所以可以在运行时动态的创建它们,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
    MyClass = choose_class("foo")
    print(MyClass) # 打印类对象
    # 输出结果
    <class '__main__.choose_class.<locals>.Foo'>
    
    print(MyClass()) # 打印实例对象
    # 输出结果
    <__main__.choose_class.<locals>.Foo object at 0x0368CFD0>
    

    使用type创建类

    我们知道通过type()可以知道这个对象的类型是什么,他还有一个完全不同的功能,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。
    语法:
    type(类名,由父类名称构成的元组(针对继承的情况可以为空),包含属性的字典)

    MyClass = type("MyClass",(),{})
    print(MyClass)
    # 输出结果:
    <class '__main__.MyClass'>
    

    使用type创建带属性的类

    type 接受一个字典来为类定义属性,如下所示:

    Foo = type("Foo",(),{'bar':True})
    

    等价于

    class Foo:
    	bar = True
    

    使用type创建继承的子类

    接着上面的代码,我们已经创建了一个Foo类,现在来创建一个它的子类。

    FooChild = type("FooChild",(Foo,),{})
    print(FooChild.bar) # # bar属性是由Foo继承而来
    # 输出结果:
    True
    

    注意:

    • type的第二个参数,元组中是父类的名字,不是字符串。
    • 添加的属性是类属性,不是实例属性。

    使用type创建带有方法的类

    最终你会希望为你的类增加方法。只需要定义一个有着恰当签名的函数并将其作为属性赋值就可以了。

    添加实例方法

    def test_f(self):
    	print("添加的实例方法")
    Foo = type("Foo",(),{"test_f":test_f})
    f = Foo()
    f.test_f()
    # 输出结果:
    添加的实例方法
    

    添加静态方法

    @staticmethod
    def test_static():
    	print("添加的静态方法")
    Foo = type("Foo",(),{"test_static":test_static})
    Foo.test_static()
    Foo.test_static()
    # 输出结果:
    添加的静态方法
    

    添加类方法

    @classmethod
    def test_class(cls):
    	print("添加的类方法")
    Foo = type("Foo",(),{"test_class":test_class})
    Foo.test_class()
    # 输出的结果:
    添加的类方法
    

    什么是元类

    元类就是用来创建类的“东西”。元类就是就是用来创建类对象的,元类就是类的类。
    可以这样理解:

    MyClass = 	MetaClass() # 使用元类创建类对象
    MyObject = MyClass() # 使用类对象创建实例对象
    

    type函数其实就是元类。type就是在Python在背后创建所有类的元类,可以通过__class __属性来查看,__class __的功能是查看对象所在的类,它可以嵌套使用。

    class A:
        pass
    print(A.__class__)
    a = A()
    print(a.__class__)
    print(a.__class__.__class__)
    # 输出结果:
    <class 'type'>
    <class '__main__.A'>
    <class 'type'>
    

    可以看出,最后对象的类都是type元类。
    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。
    整数:

    age = 18
    print(age.__class__)
    print(age.__class__.__class__)
    # 输出结果:
    <class 'int'>
    <class 'type'>
    

    字符串:

    name = "张三"
    print(name .__class__)
    print(name .__class__.__class__)
    # 输出结果:
    <class 'str'>
    <class 'type'>
    

    函数:

    def f():
    	pass
    print(f.__class__)
    print(f.__class__.__class__)
    # 输出结果:
    <class 'function'>
    <class 'type'>
    

    自定义元类

    首先的了解一下metaclass属性,用它来指定一个元类,python会在定义的类中寻找metaclass属性,如果没找到,就到它的父类找以此类推。如果找到了,python就会用它来创建类对象,如果实在没有找到就会用内建的type来创建这个类。
    metaclass中可以放type或者任何使用到type或者子类化type的东东都可以。
    自定义类的主要目的:

    • 拦截类的创建
    • 修改类

    使用函数实现一个自定义的元类

    功能:把不是__开头的类属性名字变为大写

    def upper_attr(future_class_name: str,future_class_parents: tuple,future_class_attr: dict):
    	newAttr = {}
    	for key,value in future_class_attr.items():
    		if not key.startswith("__"):
    			newAttr[key.upper()] = value
    	return type(future_class_name,future_class_parents,newAttr)
    class Foo(metaclass=upper_attr):
    	name = "张三"
    	age = 18
    
    hasattr(Foo,"name") # 判断是否有该类属性	False
    hasattr(Foo,"NAME") # True
    hasattr(Foo,"age") # False
    hasattr(Foo,"AGE") # True
    

    继承type实现一个自定义元类

    功能:同上

    class MyMetaClass(type):
        def __new__(cls, class_name: str, class_parents: tuple, class_attr: dict):
            newAttr = {}
            for key, value in class_attr.items():
                if not key.startswith("__"):
                    newAttr[key.upper()] = value
    
            # 方法1:通过'type'来做类对象的创建
            # return type(class_name, class_parents, newAttr)
        
            # 方法2:复用type.__new__方法
            # 这就是基本的OOP编程,没什么魔法
            # return type.__new__(cls, class_name, class_parents, newAttr)
        
            # 方法3:使用super方法
            return super(MyMetaClass, cls).__new__(cls, class_name, class_parents, newAttr)
    
    
    class Foo(metaclass=MyMetaClass):
        name = "张三"
        age = 18
    
    hasattr(Foo,"name") # 判断是否有该类属性	False
    hasattr(Foo,"NAME") # True
    hasattr(Foo,"age") # False
    hasattr(Foo,"AGE") # True
    

    效果和上面是一样的。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lxy0/p/11389312.html
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