python元类模型和class语句协议

1 python元类模型和class语句协议

学习python的类型模型和class语句协议。class语句末尾自动调用type()创建类对象并且赋值给类名称。

1.1 类是类型的实例

python3.x中，用户定义的类对象是名为type的对象的实例，type本身是一个类；

python2.x中，新式类继承object，它是type的一个子类；传统类是type的一个实例；

type()内置函数返回任何对象的类型。

1.1.1 python3.x

顶层的type对象创建具体的类型，具体的类型创建实例。

>>> type([])#list类创建列表实例(具体类创建实例)
<class 'list'>
>>> type(type([]))#type类创建list类(type类创建具体类)
<class 'type'>
>>> type(list)
<class 'type'>
>>> type(type)
<class 'type'>

1.1.2 python2.x

type是一种内置对象，位于类型层级的顶层，用来构建类型。

>>> type([])
<type 'list'>
>>> type(type([]))
<type 'type'>
>>> type(list)
<type 'type'>
>>> type(type)
<type 'type'>

1.1.3 python3.x自定义类

（1） 类型由派生自type的类定义；

（2） 用户定义的类是类型类的实例；

（3） 用户定义的类是产生它们自己的实例的类型。

>>> class C1:pass
>>> type(C1)
<class 'type'>
>>> type(C1())
<class '__main__.C1'>

1.1.4 __class__

类是type类的实例，类产生自的实例对象。

obj.__class__，返回obj所属的类，obj可以是实例对象，或者类对象。

python3.x

>>> class C:pass

>>> c1=C()
>>> type(c1)
<class '__main__.C'>
>>> c1.__class__
<class '__main__.C'>
>>> type(C)
<class 'type'>
>>> C.__class__
<class 'type'>
>>> c1
<__main__.C object at 0x00000288F3360A90>
>>> C
<class '__main__.C'>

python2.x新式类

>>> class C(object):pass

>>> c1=C()
>>> type(c1)
<class '__main__.C'>
>>> type(C)
<type 'type'>
>>> c1.__class__
<class '__main__.C'>
>>> C.__class__
<type 'type'>
>>> c1
<__main__.C object at 0x0000000003F70408>
>>> C
<class '__main__.C'>

python2.x传统类

>>> class C:pass

>>> c1=C()
>>> type(c1)
<type 'instance'>
>>> type(C)
<type 'classobj'>
>>> c1.__class__
<class __main__.C at 0x00000000037A9AC8>
>>> C.__class__

Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
    C.__class__
AttributeError: class C has no attribute '__class__'

1.2 元类是type的子类

python3.x中，类是type类的实例。

（1） type是产生用户定的类的一个类；

（2） 元类是type类的一个子类；

（3） 类对象是type类的一个实例，或一个子类；

（4） 实例对象产生自一个类。

用户定义的类创建子一个用户定义的元类，而不是type类，来控制创建类及扩展其行为的方式。

1.3 class语句协议

子类化type类以定制它。把一个类的创建指向元类，而不是默认的type。

理解class语句如何完成工作。

class语句末尾，自动执行type()方法，创建类对象赋值给类名。

class = type(classname,superclasses,attributedict)

type对象定义__call__运算符重载方法，调用type对象时，执行下面两个方法：

（1） type.__new__(typeclass,classname,superclasses,attributedict)

（2） type.__init__(class,classname,superclasses,attributedict)

__new__方法创建并返回新的class对象，__init__()方法初始化新创建的对象。

type的元类子类定制type的钩子。

>>> class A:pass

>>> class B(A):
    name='梯阅线条'
    def meth(self,arg):
        pass

# class 语句末尾自动调用type()，产生class 对象
B=type('B',(A,),{'name':'梯阅线条','meth':meth,'__module__':'__main__'})

用法

name=type(name, bases, dict) -> a new type

描述

手动调用type创建类对象。

name：字符串，类名；

bases：元组，存放基类；

dict：类属性字典；

返回：创建名字为name的类对象，类型为type类。

__base__获取类的直接超类组成的元组，参考《python命名空间字典》

示例

>>> class ClassB:
    name='梯阅线条'
>>> ClassB
# 自动调用 type() 创建类对象 赋值给 ClassB
<class '__main__.ClassB'>
>>> type(ClassB)
# 类对象类型为 type类 类型
<class 'type'>
>>> type(ClassB())
# 实例对象类型为 ClassB类 类型
<class '__main__.ClassB'>
>>> ClassB.__bases__
# 基类为 object
(<class 'object'>,)
>>> ClassB.name
# 类属性
'梯阅线条'

等效于

>>> ClassB=type('ClassB',(object,),{'__module__':'__main__','name':'梯阅线条'})
>>> ClassB
<class '__main__.ClassB'>
>>> type(ClassB)
<class 'type'>
>>> type(ClassB())
<class '__main__.ClassB'>
>>> ClassB.__bases__
(<class 'object'>,)
>>> ClassB.name
'梯阅线条'