32-元类、属性查找

一、元类介绍

什么是元类呢？一切源自于一句话：python中一切皆为对象。

元类就是用来实例化产生类的类
关系：元类---实例化---->类（People）---实例化---->对象（obj）

让我们先定义一个类，然后逐步分析

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

    def say(self):
        print('%s:%s' %(self.name,self.name))
print(People.__dict__)

# 如何得到对象
# obj=调用类()
obj=People('egon',18)
print(type(obj))
# 如果说类也是对象
# People=调用类(。。。)

# 查看内置的元类：
# 1、type是内置的元类
# 2、我们用class关键字定义的所有的类以及内置的类都是由元类type实例化产生
print(type(People))         # <class 'type'>
print(type(int))            # <class 'type'>

二、class关键字创造类People的步骤

类有三大特征

1、类名

# 1、类名
class_name="People"

2、类的基类

# 2、类的基类
class_bases=(object,)

3、执行类体代码拿到类的名称空间

# 3、执行类体代码拿到类的名称空间
class_dic={}
class_body="""
def __init__(self,name,age):
    self.name=name
    self.age=age

def say(self):
    print('%s:%s' %(self.name,self.name))
"""

此时会使用一个exec函数来实现类名称空间字典的创建

exec(class_body,{},class_dic)
print(class_dic)        # {'__init__': <function __init__ at 0x00000223DD72B280>, 'say': <function say at 0x00000223DD72B160>}  

exec()补充：

#exec：三个参数

#参数一：包含一系列python代码的字符串

#参数二：全局作用域（字典形式），如果不指定，默认为globals()

#参数三：局部作用域（字典形式），如果不指定，默认为locals()

#可以把exec命令的执行当成是一个函数的执行，会将执行期间产生的名字存放于局部名称空间中
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}

4、调用元类

People=type(class_name,class_bases,class_dic)

 三、自定义元类控制类的产生

class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是元类
    #            空对象,"People",(),{...}
    def __init__(self,x,y,z):
        print('run22222222222....')
        print(self)
        # print(x)
        # print(y)
        # print(z)
        # print(y)
        # if not x.istitle():
        #     raise NameError('类名的首字母必须大写啊！！！')

    #          当前所在的类，调用类时所传入的参数
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 造Mymeta的对象
        print('run1111111111.....')
        # print(cls,args,kwargs)
        # return super().__new__(cls,*args, **kwargs)
        return type.__new__(cls,*args, **kwargs)

# People=Mymeta("People",(object,),{...})

调用Mymeta发生三件事，调用Mymeta就是type.__call__
1、先造一个空对象=>People,调用Mymeta类内的__new__方法
2、调用Mymeta这个类内的__init__方法，完成初始化对象的操作
3、返回初始化好的对象

class People(metaclass=Mymeta):
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def say(self):
        print('%s:%s' %(self.name,self.name))

强调：
只要是调用类，那么会一次调用
　　1、类内的__new__
　　2、类内的__init__

四、__call__

class Foo:
    def __init__(self,x,y):
        self.x=x
        self.y=y

    #            obj,1,2,3,a=4,b=5,c=6
    def __call__(self,*args,**kwargs):
        print('===>',args,kwargs)
        return 123

obj=Foo(111,222)
# print(obj) # obj.__str__
res=obj(1,2,3,a=4,b=5,c=6) # res=obj.__call__()
print(res)

应用：如果想让一个对象可以加括号调用，需要在该对象的类中添加一个方法__call__

总结：
　　对象()->类内的__call__
　　类()->自定义元类内的__call__
　　自定义元类()->内置元类__call__

五、自定义元类控制类的调用=》类的对象的产生

class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是元类
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 1、Mymeta.__call__函数内会先调用People内的__new__
        people_obj=self.__new__(self)
        # 2、Mymeta.__call__函数内会调用People内的__init__
        self.__init__(people_obj,*args, **kwargs)

        # print('people对象的属性：',people_obj.__dict__)
        people_obj.__dict__['xxxxx']=11111
        # 3、Mymeta.__call__函数内会返回一个初始化好的对象
        return people_obj

类的产生

People=Mymeta()=》type.__call__=>干了3件事
1、type.__call__函数内会先调用Mymeta内的__new__
2、type.__call__函数内会调用Mymeta内的__init__
3、type.__call__函数内会返回一个初始化好的对象

class People(metaclass=Mymeta):
    def __init__(self,name,age):
        self.name=name
        self.age=age

    def say(self):
        print('%s:%s' %(self.name,self.name))

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 产生真正的对象
        return object.__new__(cls)

类的调用

obj=People('egon',18) =》Mymeta.__call__=》干了3件事
1、Mymeta.__call__函数内会先调用People内的__new__
2、Mymeta.__call__函数内会调用People内的__init__
3、Mymeta.__call__函数内会返回一个初始化好的对象

obj1=People('egon',18)
obj2=People('egon',18)
print(obj)              # <__main__.Foo object at 0x0000027A48976430>
print(obj1.__dict__)    # {'name': 'egon', 'age': 18, 'xxxxx': 11111}
print(obj2.__dict__)    # {'name': 'egon', 'age': 18, 'xxxxx': 11111}

 六、属性查找

属性查找的原则：对象-》类-》父类
切记：父类 不是 元类

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444

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

class Bar(object):
    n=333

class Foo(Bar):
    n=222

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

    school='Stanford'

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

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


print(StanfordTeacher.n) #自下而上依次注释各个类中的n=xxx，然后重新运行程序，发现n的查找顺序为StanfordTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type

于是属性查找应该分成两层，一层是对象层（基于c3算法的MRO）的查找，另外一个层则是类层（即元类层）的查找

 依据上述总结，我们来分析下元类Mymeta中__call__里的self.__new__的查找

class Mymeta(type): 
    n=444

    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.StanfordTeacher'>
        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 StanfordTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    n=111

    school='Stanford'

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

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


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


StanfordTeacher('lili',18) #触发StanfordTeacher的类中的__call__方法的执行，进而执行self.__new__开始查找

总结，Mymeta下的__call__里的self.__new__在StanfordTeacher、Foo、Bar里都没有找到__new__的情况下，会去找object里的__new__，而object下默认就有一个__new__，所以即便是之前的类均未实现__new__,也一定会在object中找到一个，根本不会、也根本没必要再去找元类Mymeta->type中查找__new__

我们在元类的__call__中也可以用object.__new__(self)去造对象

但我们还是推荐在__call__中使用self.__new__(self)去创造空对象，因为这种方式会检索三个类StanfordTeacher->Foo->Bar,而object.__new__则是直接跨过了他们三个

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        obj=type.__new__(cls,*args,**kwargs) # 必须按照这种传值方式
        print(obj.__dict__)
        # return obj # 只有在返回值是type的对象时，才会触发下面的__init__
        return 123

    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        print('run。。。')


class StanfordTeacher(object,metaclass=Mymeta): #StanfordTeacher=Mymeta('StanfordTeacher',(object),{...})
    n=111

    school='Stanford'

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

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


print(type(Mymeta)) #<class 'type'>
# 产生类StanfordTeacher的过程就是在调用Mymeta，而Mymeta也是type类的一个对象，那么Mymeta之所以可以调用，一定是在元类type中有一个__call__方法
# 该方法中同样需要做至少三件事：
# class type:
#     def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class '__main__.Mymeta'>
#         obj=self.__new__(self,*args,**kwargs) # 产生Mymeta的一个对象
#         self.__init__(obj,*args,**kwargs) 
#         return obj