python基础----元类metaclass

1 引子

class Foo:
    pass

f1=Foo() #f1是通过Foo类实例化的对象

python中一切皆是对象，类本身也是一个对象，当使用关键字class的时候，python解释器在加载class的时候就会创建一个对象(这里的对象指的是类而非类的实例)

上例可以看出f1是由Foo这个类产生的对象，而Foo本身也是对象，那它又是由哪个类产生的呢？

#type函数可以查看类型，也可以用来查看对象的类，二者是一样的
print(type(f1)) # 输出：<class '__main__.Foo'>     表示，obj 对象由Foo类创建
print(type(Foo)) # 输出：<type 'type'> 

2 什么是元类？

元类是类的类，是类的模板

元类是用来控制如何创建类的，正如类是创建对象的模板一样

元类的实例为类，正如类的实例为对象(f1对象是Foo类的一个实例，Foo类是 type 类的一个实例)

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

3 创建类的两种方式

方式一：

class Foo:
    def func(self):
        print('from func')

方式二：

def func(self):
        print('from func')
x=1
Foo=type('Foo',(object,),{'func':func,'x':1})

4 一个类没有声明自己的元类，默认他的元类就是type，除了使用元类type，用户也可以通过继承type来自定义元类（顺便我们也可以瞅一瞅元类如何控制类的创建，工作流程是什么）

class Mytype(type):
    def __init__(self,class_name,bases=None,dict=None):
        print("Mytype init--->")
        print(class_name,type(class_name))
        print(bases)
        print(dict)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('Mytype call---->',self,args,kwargs)
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj

class Foo(object,metaclass=Mytype):#in python3
    #__metaclass__ = MyType #in python2
    x=1111111111
    def __init__(self,name):
        self.name=name

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls)
        # return object.__new__(cls) #同上


f1=Foo('name')
print(f1.__dict__)

自定制元类

class Mytype(type):
    def __init__(self,what,bases=None,dict=None):
        print('mytype init')

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj

class Foo(object,metaclass=Mytype):
    x=1111111111

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

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls)

f1=Foo('egon')

print(f1.__dict__)

自定制元类纯净版

class Mytype(type):
    def __init__(self,what,bases=None,dict=None):
        print(what,bases,dict)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('--->')
        obj=object.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj
class Room(metaclass=Mytype):
    def __init__(self,name):
        self.name=name

r1=Room('alex')
print(r1.__dict__)

自定制元类精简版

#元类总结
class Mymeta(type):
    def __init__(self,name,bases,dic):
        print('===>Mymeta.__init__')


    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print('===>Mymeta.__new__')
        return type.__new__(cls,*args,**kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print('aaa')
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(self,*args,**kwargs)
        return obj

class Foo(object,metaclass=Mymeta):
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return object.__new__(cls)

'''
需要记住一点:名字加括号的本质(即,任何name()的形式),都是先找到name的爹,然后执行:爹.__call__

而爹.__call__一般做两件事:
1.调用name.__new__方法并返回一个对象
2.进而调用name.__init__方法对儿子name进行初始化
'''

'''
class 定义Foo,并指定元类为Mymeta,这就相当于要用Mymeta创建一个新的对象Foo,于是相当于执行
Foo=Mymeta('foo',(...),{...})
因此我们可以看到,只定义class就会有如下执行效果
===>Mymeta.__new__
===>Mymeta.__init__
实际上class Foo(metaclass=Mymeta)是触发了Foo=Mymeta('Foo',(...),{...})操作,
遇到了名字加括号的形式,即Mymeta(...),于是就去找Mymeta的爹type,然后执行type.__call__(...)方法
于是触发Mymeta.__new__方法得到一个具体的对象,然后触发Mymeta.__init__方法对对象进行初始化
'''

'''
obj=Foo('egon')
的原理同上
'''

'''
总结:元类的难点在于执行顺序很绕,其实我们只需要记住两点就可以了
1.谁后面跟括号,就从谁的爹中找__call__方法执行
type->Mymeta->Foo->obj
Mymeta()触发type.__call__
Foo()触发Mymeta.__call__
obj()触发Foo.__call__
2.__call__内按先后顺序依次调用儿子的__new__和__init__方法
'''

笔记：

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


p=People('egon')


# print(type(p))
#
# print(type(People))

#typer--->类------>对象



class Foo:
    x=1
    def run(self):
        pass
print(type(Foo))



#type成为元类，是所有类的类，利用type模拟class关键字的创建类的过程
def run(self):
    print('%s is runing' %self.name)

class_name='Bar'
bases=(object,)
class_dic={
    'x':1,
    'run':run
}

Bar=type(class_name,bases,class_dic)
print(Bar)
print(type(Bar))

class Foo(metaclass=type):
    x=1
    def run(self):
        print('running')

type('Foo',(object,),{'x':1,'run':run})



class Mymeta(type):
     def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
         # print(self)
         # print(class_name)
         # print(class_bases)
         # print(class_dic)
         for key in class_dic:
            if not callable(class_dic[key]):continue
            if not class_dic[key].__doc__:
                raise TypeError('小子，你没写注释，赶紧去写')

         # type.__init__(self,class_name,class_bases,class_dic)
class Foo(metaclass=Mymeta):
    x=1
    def run(self):
        'run function'
        print('running')

Foo=Mymeta('Foo',(object,),{'x':1,'run':run})

print(Foo.__dict__)




class Mymeta(type):
     def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
            pass
     def __call__(self, *args, **kwargs):
        # print(self)
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs) #obj.name='egon'
        return obj
class Foo(metaclass=Mymeta):
    x=1
    def __init__(self,name):
        self.name=name #obj.name='egon'
    def run(self):
        'run function'
        print('running')
# print(Foo.__dict__)

f=Foo('egon')

print(f)

print(f.name)