元类

╰半橙微兮° 2022-05-09 09:16 186阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  元类
 *  元类从哪来
 *  type的用法
 *  创建类的过程
 *  metaclass的使用
 *  元类的作用
 *  参考

# 元类 #

什么是元类？  
**答：类的类。**

如何理解？可以这样说，我们用类来创建一个实例对象如`myObject = MyClass()`。事实上Python中的类也是对象（万物皆对象），所以**类**也需要通过**类的类**创建，如`MyClass = MetaClass()`。这个类的类（MetaClass）就是**元类**。

# 元类从哪来 #

通常我们用`type(object)`来获取一个对象的类型，如：

>>> type(512) <class 'int'> >>> type("zhong") <class 'str'>

然而type()还有另一个用处：`type(name, bases, dict) -> a new type`，也就是用来创建一个类。一般我们都是通过`class`关键字来定义一个类：

class MyClass(object): pass

但也可以用type动态创建一个类：

>>> MyClass = type("MyClass", (), { }) >>> myObject = MyClass()

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其实**type就是一个元类**。Python中所有类都是通过type来创建的。我们可以通过\_\_class\_\_来验证：

>>> str.__class__ <class 'type'> >>> int.__class__ <class 'type'> >>> object.__class__ <class 'type'>

我们自己用`class`定义出来的类也是如此：

>>> class MyClass(object): pass >>> myObject = MyClass() >>> myObject.__class__.__class__ <class 'type'>

# type的用法 #

函数接口：`type(name, bases, dict)`

*  name：类名
 *  bases：基类，接收一个元组
 *  dict：绑定类的方法和属性

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现在通过类比的方式来理解type()的使用。

第一种：利用class关键字定义类

class MyClass(object): def __init__(self): self.string = "this is a test class" def print_str(self): print(self.string) if __name__ == "__main__": myObject = MyClass() print(myObject.string) myObject.print_str() # 输出： #this is a test class #this is a test class

第二种：利用type创建类

string = "this is a test class" def print_str(self): print(self.string) MyClass = type( "MyClass", (object,), dict(string=string, print_str=print_str)) if __name__ == "__main__": myObject = MyClass() print(myObject.string) myObject.print_str() # 输出： #this is a test class #this is a test class

# 创建类的过程 #

当我们用如下方法

class MyClass(object): pass

Python做了这样的操作：（1）在MyClass中寻找metaclass，如果存在，用它来创建名MyClass的**类对象**；（2）如果不存在，就去父类（这里是object）中找；（3）最后都没找到，利用Python内置的type()创建这个类对象

注： 在Python2中，如果没在父类中找到metaclass会去模块层次中寻找，但**似乎**Pythony3里取消了，这里留疑

# metaclass的使用 #

比如，我们想给自己定义的类添加author属性，即所有实例化的对象都可以执行语句：`a.author`来获取作者信息，实现代码如下：

def upper_attr(name, bases, attrs): # 增加author信息 attrs.update({ "author":"Guan"}) # 返回一个类的类 return type(name, bases, attrs) # metaclass的使用方法 class MyClass(object, metaclass=upper_attr): pass if __name__ == "__main__": myObj = MyClass() print(myObj.author) # 输出： #Guan

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事实上，更建议metaclass对接一个自定义的元类，而不是函数

# 需要继承自type class MyMetaClass(type): def __new__(cls, name, bases, attrs): attrs.update({ "author":"Guan"}) return super().__new__(cls, name, bases, attrs) class MyClass(object, metaclass=MyMetaClass): pass if __name__ == "__main__": myObj = MyClass() print(myObj.author) # 输出 #Guan

# 元类的作用 #

元类的主要目的就是为了当创建类时能够自动地改变类。正如我前边的列子，创建的每一个类都能够自动添加author属性。

# 参考 #

1.  [伯乐在线][Link 1]（深刻理解Python中的元类(metaclass)）
2.  [廖雪峰][Link 2]（使用元类）
3.  [知乎专栏][Link 3]（一步步理解Python中的元类metaclass）

[Link 1]: http://blog.jobbole.com/21351/
[Link 2]: https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/0014319106919344c4ef8b1e04c48778bb45796e0335839000
[Link 3]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/23887627