2.5.2.1Python-黑魔法：元类

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引子

class Foo:

    pass

f=Foo()#f是Foo类实例化的对象

print(type(f))

print(type(Foo))

 

Python的世界里有一个铁律，一切皆为对象，f是一个对象，Foo也是一个对象。而f是Foo这个类产生的对象，那么Foo是谁产生的呢？

我们从输出结果来看，Foo是type类型，那么type就是Foo的类，是用来创造类的类，这种类就是元类。

什么是元类

我们总结一下刚才的结论：

元类就是类的模板，是类的类。

元类的主要目的是为了控制类的创建行为。

type是Python的一个内建元类，用来直接控制生成类，在python当中任何class定义的类其实都是type类实例化的结果。

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，自定义元类可以控制类的产生过程，类的产生过程其实就是元类的调用过程。

使用元类

我们来看一下type的源码，能看到需要传三个参数，分别是类名，父类，属性

我们既然说type是元类，那么我们就可以通过type不适用class关键字创建类：

class Foo1:

    x=1

print(Foo1)

print(type('Foo2',(object,),{'x':1}))

我们来看一看调用

class Foo1:

    x=1

Foo2=type('Foo2',(object,),{'x':1})

print(Foo1.x)

1

print(Foo2.x)

1

上面这个例子我们只是添加了一个属性，接下来我们演示一下加入一个方法：

def test(self,name):

    self.name = name

Foo2=type('Foo2',(object,),{'x':1,'test':test})

print(Foo2.__dict__)

{'x': 1, 'test': ，。。。。

自定义元类

我们知道类有继承的属性，那么我们自定义一个类继承元类，是不是就可以根据我们的需要来自定义元类呢。

class Mytype(type):

    def __init__(self,a,b,c):

        print(a)

        print(b)

        print(c)

class Foo(metaclass=Mytype):

def __init__(self,name):

    self.name =name

Foo 

()

 {'__module__': '__main__', '__qualname__': 'Foo', '__init__': }

首先我们知道在type源码中，__init__方法有四个参数，抛去cls，还有传入三个参数，所以我们自定义元类中必须有四个参数。

如果没有的话，会报错：

TypeError: __init__() takes 1 positional argument but 4 were given

而我们打印a，b，c三个参数接受的信息时，可以发现他们分别接受了类标识符，父类，属性。

接下来我们开始将类实例化：

class Mytype(type):

    def __init__(self,a,b,c):

        pass

class Foo(metaclass=Mytype):

    def __init__(self,name):

        self.name =name

f1=Foo('hanxuan')

print(f1)

<__main__.Foo object at 0x0000022F4506C320>

这里我们有一个疑问，类在实例化时，元类会干些什么呢？我们这里就需要一个魔法函数--__call__,具体用法看上一节。

同时我们要介绍两个关键的魔法函数：__new__和__init__。

__init__是当实例对象创建完成后被调用的，然后设置对象属性的一些初始值。

__new__是在实例创建之前被调用的，因为它的任务就是创建实例然后返回该实例，是个静态方法。

类在进行实例化时，会先指向__new__完成实例化，之后执行__init__完成初始传参。

__new__

Foo

从这两个图就能清楚的分清楚，在执行f1=Foo('hanxuan')时，会指向obj=object.__new__(self)，之后将实例化的信息传给f1。

实例

class Mytype(type):

    def __init__(self,a,b,c):

        pass

    def __call__(self, *args, **kwargs):

        obj=object.__new__(self)

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

        return obj

class Foo(metaclass=Mytype):

    def __init__(self,name):

        self.name =name

f1=Foo('hanxuan')

print(f1)

<__main__.Foo object at 0x00000186FCDEC320>