一花一世界，一叶一菩提
元类
1.什么是元类？：
一切源自于一句话：python中一切皆为对象。
class StanfordTeacher(object):
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)
所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的（调用类的过程称为类的实例化），比如对象t1是调用类StanfordTeacher得到的
t1=StanfordTeacher('lili',18)
print(type(t1)) #查看对象t1的类是<class '__main__.StanfordTeacher'>
如果一切皆为对象，那么类StanfordTeacher本质也是一个对象，既然所有的对象都是调用类得到的，那么StanfordTeacher必然也是调用了一个类得到的，这个类称为元类
# 调用OldboyTeacher类=》对象obj
# 调用元类=》OldboyTeacher类
#我们查看一下这个OldboyTeacher的类名叫什么
print(type(OldboyTeacher))
结论：默认的元类是type，默认情况下我们用class关键字定义的类都是由type产生的
2.class关键字创建类的流程分析
上文我们基于python中一切皆为对象的概念分析出：我们用class关键字定义的类本身也是一个对象，负责产生该对象的类称之为元类（元类可以简称为类的类），内置的元类为type
class关键字在帮我们创建类时，必然帮我们调用了元类StanfordTeacher=type(…)，那调用type时传入的参数是什么呢？必然是类的关键组成部分，一个类有三大组成部分，分别是
1、类名class_name='StanfordTeacher’
2、基类们class_bases=(object,)
3、类的名称空间class_dic，类的名称空间是执行类体代码而得到的
调用type时会依次传入以上三个参数
综上，class关键字帮我们创建一个类应该细分为以下四个过程
exec的用法：
#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}
3.自定义元类控制类StanfordTeacher的创建
一个类没有声明自己的元类，默认他的元类就是type，除了使用内置元类type，我们也可以通过继承type来自定义元类，然后使用metaclass关键字参数为一个类指定元类
class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是自定义的元类
pass
class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):#用metaclass去指定元类
school = 'oldboy'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def say(self):
print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)
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,即StanfordTeacher=Mymeta(‘StanfordTeacher’,(object),{…})，调用Mymeta会先产生一个空对象StanfordTeacher，然后连同调用Mymeta括号内的参数一同传给Mymeta下的init方法，完成初始化，于是我们可以
class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是自定义的元类
def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
# print(self) # 类<class '__main__.OldboyTeacher'>
# print(class_name)
# print(class_bases) #(<class 'object'>,)
# print(class_dic)
if not re.match("[A-Z]", class_name):
raise BaseException("类名必须用驼峰体")
if len(class_bases) == 0:
raise BaseException("至少继承一个父类")
# print("文档注释：",class_dic.get('__doc__'))
doc = class_dic.get('__doc__')
if not (doc and len(doc.strip()) > 0):
raise BaseException("必须要有文件注释，并且注释内容不为空")
# OldboyTeacher = Mymeta("OldboyTeacher",(object,),{...})
class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):
"""
adsaf
"""
school = 'oldboy'
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def say(self):
print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)
4. ——call——
class Foo:
def __call__(self, *args, **kwargs):
print(self)
print(args)
print(kwargs)
obj=Foo()
#1、要想让obj这个对象变成一个可调用的对象，需要在该对象的类中定义一个方法__call__方法，该方法会在调用对象时自动触发
#2、调用obj的返回值就是__call__方法的返回值
res=obj(1,2,3,x=1,y=2)
由上例得知，调用一个对象，就是触发对象所在类中的call方法的执行，如果把StanfordTeacher也当做一个对象，那么在StanfordTeacher这个对象的类中也必然存在一个call方法
默认地，调用res=StanfordTeacher(‘egon’,18)会做三件事
1、产生一个空对象obj
2、调用init方法初始化对象obj
3、返回初始化好的obj
对应着，StanfordTeacher类中的call方法也应该做这三件事
import re
class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是自定义的元类
def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
if not re.match("[A-Z]", class_name):
raise BaseException("类名必须用驼峰体")
if len(class_bases) == 0:
raise BaseException("至少继承一个父类")
# print("文档注释：",class_dic.get('__doc__'))
doc = class_dic.get('__doc__')
if not (doc and len(doc.strip()) > 0):
raise BaseException("必须要有文件注释，并且注释内容不为空")
# res = OldboyTeacher('egon',18)
def __call__(self, *args, **kwargs):
# 1、先创建一个老师的空对象
tea_obj = object.__new__(self)
# 2、调用老师类内的__init__函数，然后将老师的空对象连同括号内的参数的参数一同传给__init__
self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
# 3、将初始化好的老师对象赋值给变量名res
return tea_obj
# OldboyTeacher = Mymeta("OldboyTeacher",(object,),{...})
class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):
"""
adsaf
"""
school = 'oldboy'
# tea_obj,'egon',18
def __init__(self, name, age):
self.name = name # tea_obj.name='egon'
self.age = age # tea_obj.age=18
def say(self):
print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)
尝试看是否可以调用了：
res = OldboyTeacher('egon', 18)
print(res.name)
print(res.age)
print(res.say)
结果：
egon
18
<bound method OldboyTeacher.say of <__main__.OldboyTeacher object at 0x000001FBDC4810A0>>
5.属性查找：
-
结合python继承的实现原理+元类重新看属性的查找应该是什么样子呢？？？
-
在学习完元类后，其实我们用class自定义的类也全都是对象（包括object类本身也是元类type的 一个实例，可以用type(object)查看），我们学习过继承的实现原理，如果把类当成对象去看，将下述继承应该说成是：对象StanfordTeacher继承对象Foo，对象Foo继承对象Bar，对象Bar继承对象object
先上图看看：
上代码：(请仔细想清楚。)
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
查找顺序：
#查找顺序：
#1、先对象层：StanfordTeacher->Foo->Bar->object
#2、然后元类层：Mymeta->type
单例模式
什么单例模式：
- 单例：即单个实例，指的是同一个类实例化多次的结果指向同一个对象，用于节省内存空间
下面我们介绍一下单例模式的三种方法：
# 六：单例模式
# 实现方式1：classmethod
#方式一：
import settings
class MySQL():
__instance=None
def __init__(self, ip, port):
self.ip = ip
self.port = port
@classmethod #绑定给类调用
def singleton(cls):
if cls.__instance:
return cls.__instance
cls.__instance = cls(settings.IP, settings.PORT)
return cls.__instance
obj1=MySQL("1.1.1.1",3306)
obj2=MySQL("1.1.1.2",3306)
print(obj1)
print(obj2)
obj3 = MySQL.singleton() #调用singleton
print(obj3)
obj4 = MySQL.singleton()
print(obj4)
# 方式2：元类
import settings
class Mymeta(type):
__instance = None
def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
self.__instance=object.__new__(self) # Mysql类的对象
self.__init__(self.__instance,settings.IP,settings.PORT)
def __call__(self, *args, **kwargs):
if args or kwargs:
obj = object.__new__(self)
self.__init__(obj, *args, **kwargs)
return obj
else:
return self.__instance
# MySQL=Mymeta(...)
class MySQL(metaclass=Mymeta):
def __init__(self, ip, port):
self.ip = ip
self.port = port
obj1 = MySQL("1.1.1.1", 3306)
obj2 = MySQL("1.1.1.2", 3306)
print(obj1)
print(obj2)
obj3 = MySQL()
obj4 = MySQL()
print(obj3)
print(obj4)
print(obj3 is obj4)
# 方式3：装饰器
import settings
def outter(func): # func = MySQl类的内存地址
_instance = func(settings.IP,settings.PORT) #先执行这一行代码产生一个
def wrapper(*args,**kwargs):
if args or kwargs: #再观察是否满足这个有值的条件
res=func(*args,**kwargs)
return res
else: #如果不满足我们就默认他是需要进行单利。直接把最上面代码运行所生成的_instance 返回出来。
return _instance
return wrapper
@outter # MySQL=outter(MySQl类的内存地址) # MySQL=》wrapper
class MySQL:
def __init__(self, ip, port):
self.ip = ip
self.port = port
# obj1 = MySQL("1.1.1.1", 3306)
# obj2 = MySQL("1.1.1.2", 3306)
# print(obj1)
# print(obj2)
obj3 = MySQL()
obj4 = MySQL()
print(obj3 is obj4)
作业：
1.在元类中控制以驼峰体形式命名类名：
2.在元类中控制必须继承一个父类：
3.在元类中控制必须要有文件注释，且注释内容不可为空：
4.数据私有化
import re
class Mymeta(type): # 只有继承了type类的类才是自定义的元类
def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
if not re.match("[A-Z]", class_name):
raise BaseException("类名必须用驼峰体")
if len(class_bases) == 0:
raise BaseException("至少继承一个父类")
doc = class_dic.get('__doc__')
if not (doc and len(doc.strip()) > 0):
raise BaseException("必须要有文件注释，并且注释内容不为空")
# res = OldboyTeacher('egon',18)
def __call__(self, *args, **kwargs):# 数据私有化
# 1、先创建一个老师的空对象
tea_obj = object.__new__(self)
# 2、调用老师类内的__init__函数，然后将老师的空对象连同括号内的参数的参数一同传给__init__
self.__init__(tea_obj, *args, **kwargs)
tea_obj.__dict__={"_%s__%s"%(self.__name__,k):v for k,v in tea_obj.__dict__.items()}
# 3、将初始化好的老师对象赋值给变量名res
return tea_obj
# OldboyTeacher = Mymeta("OldboyTeacher",(object,),{...})
class OldboyTeacher(object, metaclass=Mymeta):
"""
adsaf #注释
"""
school = 'oldboy'
# tea_obj,'egon',18
def __init__(self, name, age):
self.name = name # tea_obj.name='egon'
self.age = age # tea_obj.age=18
def say(self):
print('%s says welcome to the oldboy to learn Python' % self.name)
res=OldboyTeacher('egon',18)
print(res.__dict__)